Плотность базальтовой ваты: Характеристики базальтового утеплителя: плотность, теплопроводность и размеры

Содержание

Влияние плотности базальтовой ваты на качество утепления стен

Теплоизоляция стен – важная часть строительных работ в условиях неблагоприятного климата. Для домов с повышенными требованиями к пожаробезопасности, применяются базальтовые ваты, которые также прекрасно сохраняют тепло внутри помещения. Плотность базальтовой ваты для утепления стен определяет качество утепления.

Базальтовое полотно

Содержание статьи

Параметры плотности

Базальтовая вата применяется при утеплении частных домов. Распространена благодаря своим способностям противостоять высоким температурам и не сложному монтажу. Производится из габбро-базальтовых горных пород путем вытягивания тонких нитей.

Волокна, получаемые при горячем производстве, укладываются в хаотичном порядке и прессуются. Благодаря такому расположению, базальтовая вата хорошо сохраняет тепло.

При утеплении вентилируемых фасадов используют минеральный утеплитель различной плотности и толщины. Для получения изделий различной плотности производители регулируют плотность прессования полос. Затем их нарезают на нужные размеры. В строительных магазинах встречаются минеральные утеплители с плотностью от 35 до 200 кг/м3.

Сферы применения утеплителя на основе базальтового волокна

Базальтовые плиты применяют при утеплении фасада здания, перегораживающих конструкций, полов, крыши и других строительных конструкций. Помимо жилых строений, базальтовый утеплитель используют на промышленных площадках. Чаще всего используется при утеплении каркасных домов.

Изучив технические характеристики, несложно прийти к выводу, что минеральный утеплитель может использоваться практически во всех сферах строительства. Благодаря сопротивляемости огню, рекомендуется применять при утеплении здания, требующего высокой степени пожарной безопасности.

Низкое водопоглащение делает возможным использование утеплителя при утеплении бани или сауны. При выборе, помните, что вес базальтового утеплителя превышает массу пенополистерола или минеральной ваты.

Свойства утеплителя

Среди плюсов теплоизоляционного волокна нужно выделить:

  • Базальт относится к негорючим материалам, что дает возможность монтировать его на пожароопасных постройках.
  • Тепло- и шумоизоляционные качества матов также обладают достаточным уровнем. Это качество дает преимущество при монтаже жилых строений.
  • Благодаря влагостойкости, базальтовые плиты используются при строительстве бань и саун.
  • Коэффициент теплопроводности находится на низком уровне.
  • Выдерживают скачки температуры и устойчивы к морозам.

Характеристики теплоизолятора

К главным показателям базальтовой ваты необходимо отнести ее плотность. Материал той или иной плотности подбирается в зависимости от области его использования. Базальтовая вата с низким уровнем плотности примененная при монтаже перегородок со временем осядет, что приведет к снижению качества теплоизоляции.

Для горизонтального утепления можно использовать вату с низким уровнем плотности, тогда как при монтаже вертикальных конструкций воспользуйтесь изделием с достаточным уровнем плотности.

При производстве базальтового волокна применяется клеящие составы, которые позволяют расположить нити в хаотичном порядке, образующие между собой воздушные пространства. Благодаря большому насыщению воздухом, материал имеет низкую теплопроводность.

Гидрофобность также можно отнести к еще одному положительному свойству утеплителя. Этот параметр характеризуется плохой впитываемостью влаги. Пространство между волокон позволяет воздушным парам беспрепятственно проникать сквозь минеральные маты. Это качество не дает конденсату скапливаться внутри материала.

Базальт способен выдерживать температуры до +500оС, а некоторые специально разработанные до +1000оС.

Теплопроводность базальтовых матов

Коэффициент теплопроводности базальтовой ваты находится в пределах 0.032-0.048 Вт/мК. Такими же показателями характеризуются пенопласт, полистирол, пробковое покрытие и вспененный каучук.

Важно! Минеральные маты пришли на смену вредному для здоровья асбесту, как материал имеющий устойчивость к огню.

Прежде чем отправляться за покупкой утеплителя, проконсультируйтесь у знакомых или знающих людей о проверенных торговых точках, известных качеством товара. Только такой подход гарантирует покупку хорошего материала, отвечающего нормам.

Описание плит с разным уровнем плотности

Существуют базальтовые плиты различного уровня плотности. Это отражается на следующих свойствах утеплителя: паропроницаемость, влагостойкость, противостояние высоким нагрузкам и реакция на сжатие материала.

Таблица параметров базальтового утеплителя

По плотности, плиты разделяются на такие категории:

  • До 35 кг/м3 – используются при вертикальном и наклонном утеплении, лишенных нагрузки.
  • До 50 кг/м3 – при помощи таких утеплителей повышают уровень теплоизоляции межкомнатных перегородок, чердаков или мансард. Где нет нагрузки на поверхность.
  • До 75 кг/м3 – поверхности с легкой нагруженностью, под полами при размещении между лагами.
  • До 100 кг/м3 – наружное утепление производственных и жилых построек.
  • До 125 кг/м3 – обустройство вентилируемых фасадов.
  • До 150 кг/м3 – однослойное утепление ЖБ или металлических каркасов здания.
  • До 175 кг/м3 – утепление тяжелых построек с дальнейшим оштукатуриванием фасада. Либо располагается внутри трехслойного пирога.
  • До 200 кг/м3 – утеплитель с такой плотностью способен выдерживать самые высокие нагрузки. Звукоизоляционные качества материала значительно выше аналогов с более низким уровнем плотности.

Эксплуатационный период минерального утеплителя

В последнее время стало популярны возведение частных домов. Они, как и остальные строения в условиях нашего климата нуждаются в утеплении. Чтобы чувствовать уверенность, что теплоизоляция частного дома находиться на необходимом уровне, на протяжении долгого времени, требуется подбирать материалы отвечающие таким нормам.

Минеральная вата на основе базальтового волокна как нельзя лучше подходит для выполнения этой задачи. Срок эксплуатации данного теплоизолятора, при соблюдении правил монтажа, составляет 50 лет и более. Преимущество базальтовой ваты по отношению к другим утеплителям не только в химических и физических показателях, но и в цене. Качество продукции также находится на высоте.

Технология утепления стен базальтом

Изнутри с обрешеткой

Относится к наиболее простому варианту утепления частного дома и производственных конструкций. Суть метода заключается в создании каркаса обрешетки. Сборка производится из деревянных брусьев либо металлического профиля. Предварительно проводятся замер ширины матов и, отняв 5-7 см от полученных показателей, собирается обрешетка.

Далее, минеральная вата плотно вставляется в ячейки каркаса, заполняя собой все пространство. Поверх утеплителя в обязательном порядке крепится пароизоляционная мембрана.

Обрешетка

Утепление стен методом «колодец»

В случае если проект дома предусматривает кладку облицовочного кирпича, то лучшим вариантом утепления будет «колодезный».

Рассмотрим состав пирога «колодец»:

  • Несущая стена. Как правило, представляет собой кирпичную кладку, выложенную в один ряд. Хотя для несущих конструкций применяют и другие материалы. В зависимости от требуемой несущей способности, стены выкладываются в полкирпича, кирпич и полтора или два.
  • Утеплитель. В данном случае применяется базальтовая вата. Крепление к поверхности производится при помощи зонтичных дюбелей.
  • Облицовочная стена. Кладка начинается после полного монтажа утеплителя либо по мере наращивания внутреннего слоя. В качестве наружного слоя применяют керамический или силикатный кирпич. Обычный способ укладки – полкирпича. Обязательным условием кладки облицовочного кирпича является наличие бетонного основания.
  • Вентиляционный зазор. Так как появление конденсата на внутренней части утеплителя нежелательно, то для этой цели создается вентиляционный зазор, обеспечивающий достаточное проветривание.
Колодцевый способ

Внимание! Если по каким-то причинам не получается создать вентиляционный зазор, то лучше вовсе отказаться от колодцевого способа утепления. Это относится к минеральной вате.

Утепление стен мокрым способом

Метод применяется при оштукатуривании, потому что при «мокром» способе утепления обрешетка не предусмотрена. Так как на минеральную вату будет прилагаться высокая нагрузка, то рекомендуется использовать минеральную вату повышенной плотности.

Мокрый способ

Технология крепления базальтовой ваты:

  1. О инструкции, прилагаемой производителем на мешках с клеем, готовим жидкий раствор.
  2. Приготовленную массу наносим зубчатым шпателем на минеральное покрытие. Клей наносится сплошным слоем без промазывания торцевой части, что может привести к снижению уровня теплоизоляции.
  3. Устанавливаем минеральные маты на цокольную часть здания и прижимаем к стене. Чтобы увеличить сцепление, необходимо давящими движениями пригладить поверхность, прилагая небольшое усилие. Монтаж базальтовой ваты производится снизу вверх. Укладывание следующего ряда происходит со смещением в половину мата. Это же касается мест вблизи оконных и дверных проемов.
  4. Внешние и внутренние углы укрепляются при помощи угловых пластин для штукатурки.
  5. Закрепляем минеральную вату зонтичными дюбелями – 5 крепежей на одно полотно.
  6. Используя клеевой раствор, крепим армированную стекловолоконную сетку. Следите, чтобы материал ложился друг на друга внахлест по 15-20 см.
  7. На заключительном этапе проводится оштукатуривание.

Бескаркасный способ утепления изнутри

Бескаркасный способ монтажа относится к мокрому методу крепления. Для выполнения этой задачи понадобится клеевой раствор и очищенная поверхность стен. Раствор укладывается непосредственно на стену при помощи зубчатого шпателя. Далее прикладывается мат каменной ваты. Чтобы повысить качество сцепления применяются зонтичные крепления или саморезы в зависимости от вида покрытия.

Монтаж минеральной ваты на вентилируемый фасад

Данный метод требует сборки обрешетки, так как предусматривает монтаж облицовочного материала.

Вентилируемый фасад

Процесс утепления:

  1. Собирается конструкция обрешетки с учетом ширины матов.
  2. Минеральные маты укладываются враспор.
  3. Далее переходим к креплению ветрозащитной мембраны.
  4. Для дальнейшего крепления облицовки собирается контробрешетка из реек 50х50 мм.

На заключительном этапе проводятся отделочные фасадные работы.

Утепление стены каркасного дома

Теплоизоляция каркасного дома отличается тем, что предусматривает монтаж плит внутри стен, а нес внутренней и внешней стороны здания. Как правило, изготовители каркасных построек создают стены толщиной около 15 см, что позволяет разместить 3 мата по 5 см. также возможен вариант комбинирования ваты различной толщины – 10 см и 5 см. при необходимости проведения отделочных работ фасада здания, поверх утеплителя собирается обрешетка.

Теплоизоляция каркасного здания

Небольшое заключение

Использование базальтовых плит в качестве утеплителя для стен здания, способствует появлению уверенности в качестве, пожаробезопасности и долговечности покрытия. Высокая стоимость материала окупается на протяжении долгого времени эксплуатации. Легкий монтаж позволяет справиться со всеми работами самостоятельно, не приглашая специалистов.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

Плотность утеплителя для стен, кровли, перекрытий в кг м3, на что она влияет

Плотность утеплителя – это его величина массы на 1 м3 объема, которую также еще называют удельным весом. Именно она определяет методы проведения монтажа и выбор материала в целом.

Описание и влияние

Плотность – величина, которая обратно пропорциональна пористости утеплителя. Пористые материалы удерживают тепло и создают своеобразный буфер. Поэтому напрашивается вывод о том, как влияет плотность: чем больше удельный вес, тем меньшими теплоизоляционными свойствами обладает изолятор.

Наглядный пример

Например, брус из березы — 500-770 кг/м3, базальтовое волокно – 50-200 кг/м3. А коэффициент теплопроводности березы — 0,15 Вт при том же показателе волокна в 0,03-0,05 Вт. Таким образом, пористый минеральный утеплитель почти в 5 раз эффективнее удерживает тепло, чем более плотный деревянный брус.

Именно из-за удельного веса даже толстые надежные стены не всегда обеспечивают хорошую теплозащиту. Но тонкий слой утеплителя позволяет исправить эту проблему. Кроме того, низкий удельный вес дает меньшую нагрузку на конструкции: ячеистый бетон с низким коэффициентом теплопроводности в 0,1 Вт не подходит для утепления тонких стен, каркасных зданий так как его плотность составляет почти 400 кг/м3.

Плотность дает сопротивление механическим нагрузкам, поэтому изоляторы с низким удельным весом нуждаются в защитном слое. К таким материалам относится пеноизол, пенопласт и пеноплекс, а также минеральная вата.

Виды и подбор

В целом, все изоляторы можно разделить на следующие группы:

  • плотные – минеральная вата под высоким давлением;
  • средние – стекловата и пенополистирол;
  • легкие — минеральная вата;
  • очень легкие – пенопластовые плиты.

Для определения типа утеплителя нужно рассмотреть некоторые факторы.

Для отделок в жилом доме

Так, для отделки стен и пола в жилом доме лучше применять базальтовые материалы, которые отличаются не только оптимальной плотностью, но и экологичностью. Для базальтового волокна она может быть разной: для стен с облицовкой сайдингом лучше применять материал с единицей массы на единицу объема не меньше 40 и не более 90 кг/м3. Показатель этот должен расти с ростом здания: чем больше этажей, тем больше жесткость.

Материалы в 140-160 кг/м3 подходят для работ с оштукатуренными фасадами. Чаще всего используются специальные элементы с высокой прочностью на отрыв и проницаемостью пара. Когда утепление снаружи дома невозможно, то процедура проводится с внутренней стороны – здесь также влияет плотность, нужны изоляторы с ее низким показателем. В обоих случаях подходят минеральное или стекловолокно.

Для отделки крыши и пола

Так, плиты для кровельной изоляции должны быть с низким удельным весом. Но он зависит от типа кровли:

  • скатная крыша требует плит в 25-45 кг/м3;
  • для мансарды нужны материалы с давлением не ниже 35 кг/м3;
  • плоская крыша нуждается в изоляторах, которые выдерживают хорошие механические нагрузки – снег и ветер, поэтому подойдут базальтовая вата с 150 кг/м3, пенополистирол с показателем более 35 кг/м3.

Для теплоизоляции пола используется экструдированный пенополистирол. Если изоляция проводится на лагах, то можно применять плиты минеральной ваты – жесткость не имеет особого значения, потому как давление будут принимать на себя балки. В межкомнатные стены устанавливают плиты в 50 кг/м3.

Пеноизол и полиэтилен

Пеноизол имеет одно существенное отличие от предыдущих изоляторов – он наносится в жидком виде и обладает низкой плотностью в 10 кг/м3, при этом его высокая пористость придает ему хорошие изоляционные свойства. Вспененный полиэтилен может быть с разным удельным весом – она зависит от наличия арматуры и толщины:

  • рулонный материал нужен для изоляции пола — 24 кг/м3;
  • для каркасных строений и изоляции холодильных установок, инженерных конструкций имеет армирование алюминиевыми листами -50-60 кг/м3.

Пеностекло

Так, пеностекло имеет коэффициент теплопроводности в 0,1 Вт и гораздо прочнее других утеплителей. Показатель плотности доходит до 400 кг/м3 и материал является очень устойчивым – подходит для внешней теплоизоляции, не требуя защитного слоя. Ячеистое стекло имеет широкую линейку материалов:

  • наружное утепление — 200-400 кг/м3;
  • вертикальные конструкции – 200 кг/м3;
  • крыши и фундамент – 300-400 кг/м3;
  • для легких и каркасных конструкций – 100-200 кг/м3.

Теплопроводность составляет 0,04-0,06 Вт и практически аналогична минеральным утеплителям.

Производители и виды

Однако современные материалы благодаря новейшим технологиям могут обладать разной плотностью при том, что изготовлены совершенно из одинакового сырья.

Волокнистое сырье

Базальтовая вата имеет в среднем показатель в 50-200 кг/м3 – диапазон широкий. Максимальное значение принадлежит вариантам, предназначенным для перекрытий и крыш.

Так, базальтовые плиты ТехноНиколь Галатель имеют удельный вес в 195 кг/м3. Базальтовая вата Дахрок от «Роквулл» в 190 кг/м3 – ее предназначение в утеплении под рулонным кровельным покрытием. Базальтовое волокно Knauf Insulation HTB с невысокой плотностью в 35 кг/м3 предназначено для каркасных конструкций и быстровозводимых строений. Минеральная вата ТехноНиколь Роклайт в 30-40 кг/м3 – это вариант облегченной изоляции, а та же компания Кнауфф производит Кнауфф НТВ в вариации плотности в 150 кг/м3.

Пено-материалы

Плотность пенопласта составляет порядка 100-150 кг/м3 — наиболее плотные плиты нужны для отделки кровли или перекрытий. Производители четко разделяют пенопластовые плиты по сфере применения, когда и удельный вес соответственно меняется. Экструдированный пенополистирол в 28-35 кг/м3 является одним из самых легких материалов и самых теплоизолирующих.

Например, ТехноНиколь Карбон Санд с показателем в 28 кг/м3 – он применяется для сэндвич-панелей, а ТехноНиколь Карбон Проф с показателем в 30-35 кг/м3 применим для изоляции стен и нагружаемых конструкций. Плиты того же производителя с плотностью в 50-60 кг/м3 используются для дорожного строительства. Пеноплекс Стена имеет дифференцированную плотность: 25 кг/м3 – для изоляции вертикальных конструкций, 47 кг/м3 – для стройки дорог.

Плотность утеплителя для стен каркасного дома

Плотность утеплителя для каркасного дома играет большую роль в процессе теплоизоляции. От этого будет зависеть не только сохранение тепла внутри помещения, но и звукоизоляция.

Каждый вид утеплителя имеет свою плотность, которая зависит от используемого материала для его изготовления, количества слоев и пр.

 

Давайте знакомиться.

Я более 10 лет занимается возведением каркасных домов в Московской области. А это мои завершенные проекты.

По всем вопросам строительства каркасных домов можно звонить лично мне, по телефону: +7(495) 241-00-59 - проконсультирую, рассчитаю, подскажу.

 

Для чего нужно знать плотность утеплителя

Плотность утеплителя для стен каркасного дома – важный показатель, который необходимо учитывать во время выбора материала. От этого зависит теплопроводность и пористость.

От теплопроводности зависит сохранность тепла внутри помещения. Чем меньше этот показатель, тем лучше. От пористости зависит устойчивость материала к деформации и теплопроводность.

 

От плотности зависит величина теплопроводности и пористость утеплителя. Зная ее показатель, можно быть уверенным в качестве теплоизоляции, и долговечности.

Также плотность материала указывает на гигроскопичность, прочность на сжатие, паропроницаемость, огнеустойчивость и другие важные показатели качества изделия.

 

Мои фото отчеты о построенных домах

Посмотрите, как я со своей бригадой возводим каркасные дома в подробных фоторепортажах

Мы не делаем секретов, показываем вам весь процесс строительства каркасного дома по шагам. 

 

Плотность различных видов утеплителя

Плотность – это масса 1 куб.м утеплителя. У каждого теплоизоляционного материала эта величина различна. Самая большая плотность у керамзита, минеральной ваты и пеностекла. Наименьший – у хлопковой ваты, пенопласта.

Каждый материал имеет наименьшую и наибольшую границу плотности, тем самым определяя предназначение теплоизоляционного материала.

Влияние плотности на свойства утеплителя

Плотность материала играет большую роль не только в теплоизоляции, но и в шумопоглощении, несущих способностях и варианте монтажа. В любом использованном мной материале важный составляющий – это воздух, он основной теплоизолирующий компонент.

 

Важно!

Чем больше воздуха в утеплителе, тем лучше теплопроводность.

 

Чем ниже воздухопроницаемость, тем лучше утеплитель будет поглощать шум. Высокий показатель плотности свидетельствует о лучшем поглощении шума.

Есть материала, плотность который достигает 150 кг/м3 – это очень высокий показатель, соответственно и вес утеплителя значительно увеличивается. Это создает слишком большую нагрузку на перекрытие, что негативно сказывается на состоянии постройки.

Исходя из практики, лучше подбирать теплоизоляцию со средним показателем плотности, имеющую специализированный шумопоглощающий компонент.

На участках, подвергающихся слишком большой нагрузке плотность теплоизоляции не должна быть ниже 150 кг/м3, иначе материал может деформироваться.

В некоторых случаях подойдут более легкие утеплители, например, для укладки между лагами кровли. Материал для стен должен иметь среднюю плотность, иначе со временем он деформируется.

 

Посетите любой из моих объектов как готовый так и строящийся

Позвоните и я вам покажу любой из моих построенных домов и все детально расскажу.

 

Необходимые показатели плотности

Плотность теплоизоляции я подбираю исходя из места ее установки. Например, для стен я использую материал со средним показателем, чтобы предотвратить слеживание материала. Отлично подходит базальтовая вата, имеющая низкую теплопроводность, пожароустойчива и экологически чистая.

Также учитываю и тип облицовки. Если это сайдинг, то под него кладу базальтовую вату с плотностью 40-90 кг/м3. Штукатурка сочетается со специальным видом теплоизоляции, плотность которой должна быть не менее 150 кг/м3.

 

 

Важно!

Утепление внутри помещения провожу с использованием материалов с более низкой плотностью.

 

При проведении кровельных работ теплоизоляцию выбираю исходя из вида крыши. Если она скатная, то плотность должны быть в пределах 30-35 кг/м3, для утепления мансарды – не менее 35-40 кг/м3.

 

Ваша выгода при обращении ко мне

строю сам - 100% гарантирую качество

Все работы выполняю лично, у меня своя бригада

17 лет опыта

По началу занимался кровлями, но уже более 12 лет строю каркасные дома

Стройматериалы без наценки

все материалы вам привезу по закупочной цене (сравните мои сметы)

99% довольных заказчиков
которые рекомендуют меня друзьям

за 17 лет был всего 1 гарантийный случай (исправил в течении 2 дней) Можете смело искать отзывы обо мне в интернете по названию сайта или по Степанов Михаил

 

Плотность минеральных ват

Минеральная вата - один из самых популярных видов утеплителя, который я часто использую. Материал бывает в рулонах, матах или плитах, каждый из который имеет свои особенности и свойства. Плотность таких изделий варьируется от 11 до 400 кг/м3.

Если провожу теплоизоляцию в многоэтажных строениях, то плотность материала выбираю от 35 до 40 кг/м3. Этого вполне достаточно для сохранения тепла внутри помещения. А вот для производственных объектов я подбираю более плотные материалы.

 

Важно!

Необходимую плотность минеральной ваты я рассчитываю по специальной формуле, так проще и надежнее.

 

Плотность зависит от вида минваты для утепления стен и других поверхностей. Самый популярный утеплитель –Изовер, которая имеет множество видов, различных по плотности. Самая маленькая – 11 кг/м3, большая – 90-144 кг/м3.

Для утепления легких покрытий, перегородок, мансард и т.п. подойдет Изовер Классик, Каркас П32 или 34 и др. Если необходимо провести теплоизоляцию скатной кровли, стен с вентиляционным зазором, то потребуется утеплитель для стен и других поверхностей с плотностью не менее 50 кг/м3, а именно, жесткие плиты.

Утеплитель Урса имеет плотность от 9 до 35 кг/м3, Кнауф – 12-34 кг/м3. Они лучше подходят для теплоизоляции перекрытий и стен внутри помещения, так как имеют невысокую плотность.

Роквул – это наиболее плотный утеплитель, который использую для тепло- и звукоизоляции вентилируемых покрытий, кровли, чердака и стен. Плотность материала 20 – 200 кг/м3.

 

Как построена моя работа

Шаг 1.
Ваше обращение

Я вам детально рассказываю все тонкости ( отвечаю на все вопросы, помогу сделать правильный выбор и рассеять все сомнения) Лучше что бы у вас было четкое понимание чего вы хотите, если его нет, я вам помогаю с проектированием дома

Шаг 3.
Стоимость

Подробная смета (пример сметы ссылка) на материалы и на работы. Оплачиваете все по факту выполнения ( никаких предоплат)

Шаг 4.
Строительство

Строим дом, проводим коммуникации и отделку, учитываем все ваши правки в процессе и сдаем готовый дом

 

Плотность пенопластов

Свою предельную плотность пенопласт получает при формовке изделия. Обозначают его ПСБ-С-15, 25, 35 или 50. Аббревиатура ПСБ расшифровывается как экспандированный пенополистирол беспрессовый, а цифра – максимальная плотность для данного вида.

Пенопласт с высокой плотностью я использую для теплоизоляции промышленных строений, инженерных коммуникаций, дорог и тротуаров, т.е. мест с большой нагрузкой. Для дома достаточно будет 25-35 кг/м3 плотности утеплителя.

Так ли важна плотность утеплителя?

Теплоизоляция – это важный этап строительства зданий. Важную роль играет степень износа материала, например, минеральная вата сильно впитывает влагу, из-за чего повышается теплопроводность, поэтому в местах с повышенной влажностью ее лучше не использовать.

При выборе утеплителя необходимо знать, на что влияет его плотность. Это и долговечность постройки, ее качество и надежность, а также множество других факторов.

 

мой опыт - ваши сэкономленные деньги и нервы.

Я консультирую всех кто ко мне обращается, даже если вы потом уйдете строится к другой бригаде. 
Задавайте вопросы, не стесняйтесь, я всем отвечаю -  это бесплатно 

+7(495) 241-00-59Я доступен для звонков 7/24 - буду рад вам помочь, обращайтесь!

Какой плотности использовать минеральную базальтовую вату в межэтажном деревянном перекрытии?

Привет, мои Читателям и Зрителям строительного Блога “Путь Домой”! Сегодня буду отвечать на вопрос достаточно обширный. Но, на самом деле, ответ на него очень короткий. Я же хочу рассмотреть данный вопрос немного шире. На примере некоторых производителей попробую дать ответ и объяснить почему именно так. Казалось бы, что все должно быть просто, но на самом деле существуют свои нюансы.

 Полный вопрос: Какой плотности использовать минеральную базальтовую плиту при укладке в межэтажное перекрытие по деревянным балкам (толщина утеплителя 150 мм) и при укладке на чердачное перекрытие по деревянным балкам (планируемая толщина утеплителя 200-250 мм)?

Для того, чтобы получить правильный ответ, необходимо задать корректно вопрос. В данном вопросе есть какой-то парадокс: если это межэтажные перекрытие по деревянным балкам, почему мы говорим о толщине утеплителя 150 мм? Зачем он там нужен? Ведь вверху +20°, внизу тоже, отчего утепляться? Но минеральную вату там почему-то используют. Почему? А потому что внизу подшивной потолок, вверху какие-то легкие доски, покрытие пола. И если оставить пустоту между мембранами появиться барабанный эффект, то есть звук многократно отражаясь создает этот эффект при ходьбе. Плюс плохая звукоизоляция этого перекрытие. Если заложить пористый материал между двух мембран, который обладает звукопоглощающими свойствами , то улучшиться звукоизоляционные параметры перекрытия. Поэтому правильнее говорить про звукопоглощающий материал толщиной 150 мм в межэтажном деревянном перекрытии.

Если стоит задача улучшить звукоизоляцию перекрытия, а не просто выполнить утепление в котором нет смысла, то возникает вопрос какой плотности использовать материал? И тут сразу же хочется зайти на сайты производителей и показать вам на примерах. На постсоветском пространстве есть такие монстры-производители базальтовой ваты, как Rockwool и Paroc.

2:16 Разбор вопроса
3:53 Улучшение звукоизоляции перекрытия
7:49 Плотность минеральной ваты
11:12 Особенности чердачного перекрытия
15:15 Утепление


Вопросы пользователей

20:35 Песком разве не дешевле будет межэтажку заполнить?
21:20 Что думаете по поводу “экологичности” такого решения?
24:41 Какую стекловату можете посоветовать? Какой производитель?
26:08 А если использовать керамзит?
26:47 Почему не учитывается негативный эффект от мелких частиц минеральной ваты и стекловаты?

С Уважением, Александр Терехов

Плотность утеплителя для стен, кровли, перекрытий, выбор производителя

Главной характеристикой любого термоизолятора является плотность утеплителя. Именно она определяет изолирующие свойства и делает его более или менее эффективным. Для простого понимания можно запомнить правило – чем меньше данный показатель, тем лучше материал выполняет свою функцию. Однако у минват с небольшим удельным весом есть ряд своих недостатков.

Оглавление:

  1. На что влияет плотность?
  2. Выбор термоизолятора
  3. Производители

Влияние

  • Звукоизоляция. Чем ниже воздухопроницаемость, тем выше звукоизолирующие свойства. Однако существуют специально разработанные базальтовые ваты, обладающие хорошими ограждающими качествами при небольшой массе. Так, плотность Роквул Акустик Баттс на уровне 45-60 кг/м3 обеспечивает отличную изоляцию от звука.
  • Термоизоляция. Принципом работы любого продукта является использование воздуха в качестве изоляционной преграды, коэффициент теплопроводности которого составляет всего 0,026 Вт/м. При низкой массе базальтовой ваты он начинает свободно проходить насквозь, перенося с собою холод. Важно найти «золотую середину», а для этого нужно следовать советам производителя.
  • Несущие способности. Базальтовая вата широко используется для изоляции различных бетонных поверхностей. Плотность минераловатного утеплителя играет большую роль при использовании в местах, которые подвергаются нагрузкам. Ведь он может сваляться, подвергнуться деформации, что приведет к образованию щелей и потере завяленных изоляционных качеств. Во избежание подобных ситуаций выпускаются минваты со сверхвысоким удельным весом (от 150 кг/м3).
  • Удобство монтажа. Рулонные материалы, имеющие небольшую массу, широко используются при термоизоляции крыши. Однако если эти работы осуществляются «снизу», то есть после накрытия кровли, закладка термоизолятора может превратиться в настоящее испытание. Для таких случаев лучше подходит минвата с высокой плотностью и низкой степенью деформации.

Какой утеплитель выбрать?

Если вы хотите, чтобы выбранная вами каменная вата отлично выполняла свои задачи на протяжении всего срока службы, нужно прислушаться к советам производителей. Они рекомендуют пользоваться различными по удельному весу видами минеральной ваты:


  • До 35 кг/м3. Применяют для ненагружаемых поверхностей: различных наклонных и вертикальных, скатных кровель;
  • От 35 до 75 кг/м3. Используют для теплоизоляции стен, пола, потолков. Такая минвата отлично подойдёт для стен каркасного дома: плотность в этих границах обеспечит комфортное проживание;
  • От 75 до 100 кг/м3. Подходит для воздушных проемов и наружных поверхностей.
  • От 100 до 125 кг/м3 – для систем вентилируемых фасадов и наружных стен «под штукатурку».
  • От 125 до 150 кг/м3. Применяют для нижнего слоя термоизоляции железобетонных поверхностей.
  • От 150 до 175 кг/м3. Подходит для основного слоя железобетонных конструкций.
  • От 175 до 200 кг/м3. Такой утеплитель имеет превосходные характеристики по выдерживаемой нагрузке и может применяться как верхний слой покрытия «под стяжку».

Выбор производителя

Многие фирмы специализируются на изготовлении минваты с небольшим диапазоном характеристик. К примеру, Ursa не выпускает материалов выше 35 кг/м3. Этот утеплитель по плотности для стен просто не подойдет. Такие «динозавры», как Rockwool, могут обеспечить полный спектр работ по термоизоляции от потоков до полов.

Единственное, чего не следует делать при выборе каменной ваты – это полагаться на производителей-новичков, чья продукция не проверена временем. В остальном – достаточно знаний о плотности и толщине изоляционного слоя для выбора базальтовой ваты.

Утеплители повышенной плотности

Об эффективности теплоизоляции стен можете прочитать по ссылке, а сейчас поговорим о термоизоляционных плитах с повышенным удельным весом.

В  зависимости  от плотности, эти  материалы,  известные  под  названием  минеральных  плит, производятся  в  нескольких  категориях. Строительный  рынок  предлагает  панели  П 75, П 125,П 175, П225 и плиты  полужесткие ППЖ Гост.  Все  разновидности  этих  изделий  с успехом  используются в  промышленном  и  частном  строительстве.  Панели  отличаются

  • повышенной  прочностью,
  • стойкостью к  разрушающим  внешним  воздействиям,
  • соответствуют  требованиям экологических  стандартов и  правил пожарной  безопасности. 

Эксплуатационные  свойства минераловатных утеплителей повышенной  прочности, заслуживают более подробного  ознакомления.

Полужесткие,  гидрофобизированные  минеральные  плиты П 75, с  усредненным  показателем плотности  56-78 кг/м3,производятся из  базальтовой   ваты. Ассортимент  включает  в себя несколько  подвидов панелей,  разной  толщины,  в  пределах от 40 до 200 мм, и  формата. Разработчики  строительных  проектов, используют  материал  для утепления вертикальных, горизонтальных и  наклонных  конструкций.

 В  частности,  минеральные  плиты п 75,  отлично  зарекомендовали  себя в  теплоизоляции  вентилируемых  скатных  кровель, тепло -звукоизоляции  перекрытий,  каркасных  стен и внутренних  перегородок.  Кроме  технических  параметров,  данный  материал  привлекателен несложным  монтажом и  доступной стоимостью.

 

Минеральная  плита П125, отличается  повышенной  плотностью и  прочностью, поэтому  может  эксплуатироваться для  утепления  бетонных  стяжек и на  участках, работающих  в сложных условиях.

Материал  может  быть оптимальным  решением  выбора  утеплителя для отделки  фасада по  технологии «мокрая штукатурка».   Плотность  минплит П 125 составляет 80-100 кг/м3, поэтому  утеплитель  создает на  вертикальные конструкции и  фундаментные  основания умеренные  нагрузки,  не  требующие  мер по  дополнительному  их  усилению.  

 

Жесткие минераловатные  плиты П-175, широко используются  в промышленном и частном  строительстве. Минеральная плита  может с  равным  успехом  эксплуатироваться утеплении горизонтальных,  вертикальных и  наклонных строительных  конструкций,  а также в  каркасно  панельных  технологиях.  Жесткая теплоизоляция  П-175 эффективно  работает в  качестве  нижнего  теплоизолирующего слоя в многослойных  кровельных  системах. Не  исключается  применение  материала  для  теплоизоляции промышленного  оборудования.  Стекловатный  утеплитель этой  модели, характеризуется доступной  для  широкого  круга  потребителей, стоимостью.

Минераловатные  плиты П175, характеризуются  плотностью 145-175 кг/м3, толщина  составляет  50 мм. Материал  без  последствий  выдерживает  значительные, в  том числе  локальные  механические  нагрузки, что  определяет его  пригодность для  эксплуатации на особо  ответственных  участках. Как и  предыдущие  модели, плиты  могут с равным  успехом  устанавливаться на  самых  разных строительных  конструкциях. Благодаря  гидрофобизации,  количество влаги в объеме  утеплителя  не  превышает 1,5%. 

Минплита П-225 характеризуется высокой  жесткостью, поэтому спрос  на  этот  утеплитель особенно  высокий  при утеплении покрытий,  выполненных из  бетона или профилированного  металла. Плотность 170-230 кг/м3, определяет значительный  вес  утепления для фасада, что  необходимо  учитывать при  выборе  толщины  материала,  и способа его  монтажа.

Минплита ППЖ-200 по  техническим  характеристикам и видам  применения,  близка к утеплителю П 225. Разница  заключается  в возможности  применения,  без бетонных  защитных  стяжек.

 

 

Утепление базальтовой ватой: характеристики материала, особенности монтажа

Любой построенный объект – дом, гараж, дача или баня нуждаются в утеплении дополнительным материалом. Хорошими теплоизоляционными характеристиками обладает различная продукция, но подробнее в этой статье рассмотрим базальтовую вату.

Содержание:

  1. Что такое базальтовая вата
  2. Как производят базальтовую вату
  3. Почему базальтовая вата такой универсальный материал?
  4. Недостатки минваты из базальтовых пород
  5. Рекомендуемая плотность базальтовой ваты в зависимости от типа работ
  6. Утепление фасада дома базальтовой ватой
  7. Утепление стен базальтовой ватой
  8. Монтаж базальтовой ваты для утепления крыши
  9. Сравнительная характеристика базальтовой и стекловаты
  10. Посмотреть видео

Что такое базальтовая вата

Базальтовый утеплитель – это материал, получаемый путем переработки горных пород. Это и позволяет называть вырабатываемый продукт «каменным», «базальтовым», «минеральным». Высокие показатели по удержанию тепла достигаются за счет того, что воздух в больших объемах накапливается в войлокоподобной текстуре. Он не перемещается по толщине утеплителя, находясь в своеобразной «ловушке» из множества волокон весьма мелких по диаметру.

Базальтовые нити делят на непрерывный и штапельный типы. Последний разделяют по диаметру волокна:

  • грубые от 50 до 500 мкм;
  • утолщенные от 15 до 25 мкм;
  • тонкие 9-15 мкм;
  • сверхтонкие 1-3 мкм;
  • ультратонкие до 1 мкм;
  • микротонкие – менее 1 мкм.

Подразделяют базальтовую вату по структуре на мягкую, полужесткую и жесткую. Для того чтобы обеспечить изоляцию трубопровода потребуется достаточно гибкий материал, чтобы он прилегал плотно со всех сторон. Полужесткая формация широко применяется в строительстве. А повышенная жесткость – показатель необходимый в промышленном производстве.

Выпускают минеральный утеплитель в рулонах и плитах (матах). Среди характеристик базальтовой ваты  можно отметить и очень малый вес, а также легкость в разрезании – строительный нож без труда справится с задачей.

Материал может быть фольгированным. Он, кстати, пользуется большой популярностью у потребителей не только из-за своих теплосберегающих характеристик (благодаря фольге создается двойной уровень защиты), но по ряду других причин:

  • подходит для большинства помещений (жилого и нежилого типа), поможет при монтаже и внутренней и внешней изоляции, применяется на всех типах поверхностей (потолки, полы, стены). Помимо этого базальтовый утеплитель применяют при устройстве систем кондиционирования, вентиляции, при установке холодильных установок;
  • устойчив к процессу гниения;
  • обеспечивает дополнительное шумопоглощение, паро- и гидроизоляцию;
  • безопасен для экологии, не выделяет вредных для человека веществ;
  • долговечен (срок эксплуатации ограничивается сорока годами).

Как производят базальтовую вату

  • Производство минваты стало возможным благодаря находкам после извержения вулкана на Гавайях. Обнаруженные тонкие нити из вулканической породы стали прародителями современного базальтового волокна, полученного впервые в США в 1897 году. С тех пор его изготавливают посредством обработки горных пород при высоких температурах (1500 °C). Полученный расплав вытягивается и формируется в нити различными способами.
  • Когда волокна образованы, в них вводят связующие компоненты и специальные примеси для придания тех эксплуатационных характеристик, о которых уже упоминалось. На выходе получается продукт с открытой ячеистой структурой, способный выдерживать температурное воздействие до 1000 °C. Содержание органики невелико, и в объеме от общей массы не превышает показатель в 3%. Готовый материал формируется в рулоны или нарезается на плиты. Теперь он готов «работать».

Почему базальтовая вата такой универсальный материал?

Исходя из всех перечисленных выше свойств, складывается ощущение, что базальтовая вата – это материал, довольно популярный  в строительстве. Почему это становится возможным?

  • Благодаря тесному сплетению волокон, имеющих натуральное происхождение, и добавлению связующих компонентов обладает низкой теплопроводностью.
  • Плотность нитей придает звукоизоляционные свойства.
  • Так как материал неорганического происхождения, он не является питательной средой для грибков, следовательно, и гниению подвергаться не будет.
  • Особая прочность волокон и их термическая устойчивость позволяет говорить о базальтовой вате, как о пригодной к использованию в качестве противопожароной изоляции. Негорючие плиты роквула способствуют тому, что в случае пожара огонь не распространяется.
  • Минеральная вата из базальта паропроницаема, что означает защиту перекрытий и несущих конструкций во всем здании от скапливания конденсата.
  • И как упоминалось выше, никакие вредные летучие соединения или пыль она в процессе эксплуатации не выделяет, и ее смело можно использовать, для утепления детских комнат и там, где живут люди, склонные к аллергии.
  • Поэтому, отвечая на вопрос о возможной универсальности базальтовой ваты, ответ однозначный – это действительно эффективный и применяемый для многих целей экологичный материал.

Недостатки минваты из базальтовых пород

Все названные эксплуатационные показатели говорят о положительных сторонах использования данного продукта. Но, как и у всего на свете, недостатки у него тоже имеются.

  • Структура материала хорошо впитывает влагу, и если подобное произойдет, то сведет на нет все теплоизоляционные свойства . Но чтобы улучшить показатели гидрофобности применяют описанное выше фольгирование (или выстилают дополнительный пароизоляционный слой при монтаже). Однако использующийся при этом клей негативно сказывается на способности базальтовой ваты противостоять огню. Выходом может стать приобретение прошивных матов из базальта.
  • То есть, выбирая вид каменной минваты, следует учитывать условия, в которых она будет эксплуатироваться. Для утепления помещений с повышенной влажностью рекомендуют приобретать вату с алюминиевым покрытием, а если при этом важно чтобы материал противостоял высоким температурам, то фольга должна быть не приклеена на основание, а прошита оцинкованной проволокой. Гидрофобные показатели повышаются и у продукта, изготовленного на основе вспененного каучука.
  • Таким образом, отметим, что перечисленные особенности сложно назвать отрицательными свойствами, ведь решения возможных проблем найдены и успешно воплощены, следует только внимательнее оценивать возможные риски.

Рекомендуемая плотность базальтовой ваты в зависимости от типа работ

  • Если планируется утеплить кровлю под уклоном, то лучше отдать предпочтение вате толщиной 15 см и с плотностью 30-40 кг/м³, иначе со временем материал просядет.
  • Для межкомнатных перегородок лучше использовать базальтовую вату с показателем плотности 50 кг/м³. Данная характеристика необходима, чтобы обеспечить шумоизоляцию.
  • Несущие стены принято утеплять со стороны улицы. Такое решение выносит точку росы, где впоследствии станет образовываться конденсат, наружу. Рекомендуемая толщина изоляции – 10 см, а плотность не менее 80 кг/м³.

Утепление фасада дома базальтовой ватой

Монтаж базальтового утеплителя проводится на клей и дюбели с крупной шляпкой. Помимо самого материала и строительного ножа потребуются рейки или металлический профиль. Они послужат для создания обрешетки под утеплитель. Если плотность волокон высокая – от 80 до 100 кг/м³, резать придется ножовкой по дереву.

Этапы работ

  • На стене крепится пароизоляционная пленка.
  • Бруски или металлический профиль монтируются в вертикальном положении с интервалом, рассчитанным на ширину чуть меньше, чем габариты рулона или плиты базальтовой ваты. Материал должен помещаться с небольшим усилием и самостоятельно удерживаться между «стойками». Соответственно, ширина утеплителя и материала для каркаса должны совпадать.
  • Собранные ячейки заполняют минватой. Она «сажается» на клей, а помимо этого в зависимости от материала основания используют дополнительные крепежи:
  • Дюбели для работ по бетону, камню
  • Саморезы с большими шайбами, если стена деревянная.
  • Для прочной фиксации потребуется 5 или 6 штук метизов на 1 м².
  • Сверху на вату устилается ветрозащитная мембрана, которая на стыках проклеивается скотчем.
  • Прежде чем приступать к финальной отделке, например, сайдингом, специалисты рекомендуют соорудить еще одну обрешетку тонкими рейками, которая создаст вентиляционную прослойку в 1-1,5 см.
  • Завершающий этап – облицовка выбранным материалом.

Когда применяется армирование? Если утепляют базальтовой ватой многоэтажные здания, требуется дополнительно закрепить ее. Такие усиленные меры позволят погасить тепловое расширение.  Для этого одновременно с креплением материала в обрешетку проводят армирование. На специальный клей поверх утеплителя укладывается сетка. Затем она вновь покрывается слоем клея. В этом случае финальная отделка возможна и с помощью покраски и оштукатуривания. 

Утепление стен базальтовой ватой

Некоторые помещения требуют утепления стен изнутри, например, баня. Принцип работ и последовательность выглядят следующим образом:

  • Из бруса сооружаются направляющие, между которыми крепится базальтовая вата. Ее выбор для данного помещения объясняется тем, что при нагреве, она не превратит парную в «газовую камеру».
  • Из фольги выстилается пароизоляционный слой. Важно, чтобы он был без видимых стыков. Для этого места соединения нужно тщательно проклеивать специальной лентой для фольги, обычный скотч не подойдет. Чем толще слой пароизоляции, тем лучше. Крепить можно и строительным степлером, а в качестве дополнительной фиксации можно использовать тонкие деревянные рейки.
  • Обшивая всю эту слоеную конструкцию вагонкой, следует оставить вентиляционный зазор.

Монтаж базальтовой ваты для утепления крыши

Принцип утепления кровли не имеет принципиальных отличий от описанного выше способа:

  • 1-й слой – пароизоляция;
  • 2-й слой – минвата;
  • 3-й слой – дополнительная обрешетка. Некоторые мастера прокладывают дополнительный пароизоляционный или армирующий слой;
  • 4-й слой –  финальная отделка. Чаще всего используется гипоскартон или листы ОСБ.

Сравнительная характеристика базальтовой и стекловаты

Эти два материала относятся к одной категории утеплителей, для некоторых потребителей возможность сэкономить играет значительную роль. Данный раздел направлен на сравнение двух материалов, чтобы было возможно понять, стоит ли заменять один другим в году дешевизне.

  • В отличие от стекловаты базальтовый утеплитель пассивен и по химическим и по биологическим параметрам.
  • Каменная вата имеет более эластичные толстые и короткие волокна, неосыпающиеся при монтаже.
  • По показателям теплоизоляции роквул значительно превосходит стекловату, а вот по способности гасить звук – проигрывает.
  • Стекловата дает достаточную усадку в процессе эксплуатации, тогда как базальтовый аналог служит гораздо дольше.8
  • Оба материала способны вызывать раздражение слизистых, поэтому технику безопасности: перчатки, защитные очки, респиратор или любой его аналог никто не отменяет. Следует контролировать и концентрацию частиц в воздухе.

Сформулировать выводы каждый способен самостоятельно. Но безусловное большинство покупателей, выбравших для себя базальтовую вату в качестве утеплителя, остались довольными достигнутым результатом.

Посмотреть видео

Монтаж фасадного утеплителя:

Монтаж утеплителя для кровли и каркасных стен:

Плотность выбранных твердых веществ

Плотность твердых веществ:

и 1,0-стирола , бутадиола 2,74 20 0,88

1

9000 литьевая смола Лайм , гашеная 16 9000 литые смола

0 Тефлон

14,0 - 1516 900
Твердое вещество Плотность
(10³ кг / м³)

ABS - сополимер акрилонитрила
Ацетали 1,42
Агат 2,5 - 2,7
Акрил 1,19
Агат 2.6
Карбонат алебастра 2,7 - 2,8
Сульфат алебастра 2,3
Квасцы, кусковые 0,881
Квасцы, измельченные 0,752
Оксид алюминия (оксид алюминия) 3,95 - 4,1
Алюминий 2,7
Алюминий бронза 7,7
Альбит 2.6 - 2,65
Сплавы
Янтарь 1,06 - 1,1
Амфиболы 2,9 - 3,2
Андезит твердый 2,77
Анортит
Сурьма литая 6,7
Мышьяк 4,7
Искусственная шерсть 1,5
Асбест 2.0 - 2,8
Асбест измельченный 0,35
Асбест твердый 2,45
Зола 0,65
Асфальт уплотненный 2,36
Асфальт 21, дробленый 0,72
Бакелит 1,36
Разрыхлитель 0,72
Бальзовое дерево 0,13
Барит, дробленый 2.89
Барий 3,78
Кора, древесные отходы 0,24
Бариты 4,5
Базальт 2,4 - 3,1
Бокситы, дробленые 1,28
Пчелиный воск 0,96
Берил 2,7
Бериллия 3,0
Бериллий 1.85
Биотит 2,7 - 3,1
Висмут 9,8
Котловая окалина 2,5
Кость 1,7 - 2,0
Кость, измельченная
Бура мелкая 0,85
Латунь 8,47 - 8,75
Бронза 8,74 - 8,89
Коричневая железная руда 5.1
Кирпич 1,4 - 2,4
Кирпич огнеупорный 2,3
Кирпич твердый 2
Кирпич прессованный 2,2
Кладка из цемента 1,8
Кладка в растворе 1,6
Масло 0,86 - 0,87
Кадмий 8,64
Каламин 4.1 - 4,5
Кальций 1,55
Calcspar 2,6 - 2,8
Камфора 1
Углерод 3,51
Каучук 0,9 - 1 Картон 0,7
Чугун 7,2
Целлулоид 1,4
Целлюлоза, хлопок, древесная масса, регенерированная 1.48 - 1,53
Ацетат целлюлозы, формованный 1,22 - 1,34
Ацетат целлюлозы, лист 1,28 - 1,32
Нитрат целлюлозы, целлулоид 1,35 - 1,4
Хлорированный полиэфир 1,4
Набор цемента 2,7 - 3
Цемент, Портленд 1,5
Церий 6,77
Мел 1.9 - 2,8
Древесный уголь, дуб 0,6
Древесный уголь, сосна 0,3 - 0,4
Хром 7,1
Оксид хрома 5,21
Киноварь 8,1
Глина 1,8 - 2,6
Уголь антрацит 1,4 - 1,8
Уголь битуминозный 1,2 - 1,5
Кобальт 8.8
Какао, масло 0,9
Кокс 1 - 1,7
Бетон, легкий 0,45 - 1,0
Бетон, средний 1,3 - 1,7
Бетон , плотный 2,0 - 2,4
Константан 8,89
Копал 1 - 1,15
Медь 8,79
Пробка 0.2 - 0,25
Пробка, линолеум 0,55
Корунд 4,0
Хлопок 0,08
ХПВХ - Хлорированный поливинилхлорид 1,6
Свинец 3,1
Алмаз 3 - 3,5
Доломит 2,8
Дуралий 2,8
Земля, рыхлая 1.2
Земля, утрамбованная 1,6
Эбонит 1,15
Наждак 4
Электрон 1,8
Эпидот 6 3,2 - 3,5
1,11 - 1,4
Стекловолокно эпоксидное 1,5
Пенополистирол 0,015 - 0,03
Полевой шпат 2.6 - 2,8
Огненный кирпич 1,8 - 2,2
Кремень 2,6
Флюорит 3,2
Галенит 7,3 - 7,6
Галлий 5,9
Gamboge 1,2
Гранат 3,2 - 4,3
Углерод газовый 1,9
Желатин 1.3
Германий 5,32
Стекло обычное 2,4 - 2,8
Стекло, кремень 2,9 - 5,9
Стекло, Pyrex 2,21
Стекловата 0,025
Клей 1,3
Gneiss 2,69
Золото 19,29
Гранит 2.6 - 2,8
Графит 2,3 - 2,7
Гуммиарабик 1,3 - 1,4
Гипс 2,3
ДВП 1,0
Гематит 4,9 - 5,3
Роговая обманка 3
Лед 0,917
Чугун, литье 7,0 - 7,4
Йод 4.95
Иридий 22,5
Слоновая кость 1,8 - 1,9
Каолин 2,6
Свинец 11,35
Кожа, сухая 0,86
1,35
Известняк 2,7 -2,8
Линолеум 1,2
Литий 0.53
Магнезия 3,2 - 3,6
Магний 1,74
Магнетит 4,9 - 5,2
Малахит 3,7 - 4,1
Марганец 9,46 Мрамор 2,6 - 2,8
Meerschaum 1 - 1,3
Металлы
Слюда 2.6 - 3,2
Одеяло из минеральной ваты 0,05
Молибден 10,2
Мусковит 2,8 - 3
Никель 8,9
Нейлон 6 -
Нейлон 6,6 1,13 - 1,15
Дуб 0,72
Охра 3,5
Опал 2.2
Осмий 22,48
Палладий 12,0
Бумага 0,7 - 1,15
Парафин 0,9
Торфяные блоки 0,85
1,24 - 1,32
Phosphorbronce 8,8
Фосфор 1,82
Pinchbeck 8.65
Пек 1,1
Каменный уголь 1,35
Гипсокартон 0,80
Платина 21,5
Фанера 0,54
Полиамид 0,54
1,16 - 1,18
Полиамиды 1,15 - 1,25
ПК - поликарбонат 1,2
PBT - полибутилентерефталат 1.35
LDPE - полиэтилен низкой плотности 0,91
HDPE - (PEH) - полиэтилен высокой плотности 0,96
PET - полиэтилентерефталат 1,35
PMMA - поли метилметакрилат 1,2
POM - полиоксиметилен 1,4
PP - полипропилен 0,91 - 0,94
PPO - простой полиэтиленовый эфир 1.1
PS - полистирол 1,03
PTFE - политетрафторэтилен, тефлон 2,28 - 2,30
PU - пенополиуретан 0,03
PVDF - поливинилиденфторид 1,76
Фарфор 2,3 - 2,5
Порфир 2,6 - 2,9
Калий 0,86
Прессованная древесина, целлюлозный картон 0.19
ПВХ - поливинилхлорид 1,39 - 1,42
Pyrex 2,25
Пирит 4,9 - 5,1
Кварц 2,65
Радий 5
Красный свинец 8,6 - 9,1
Красный металл 8,8
Смола 1,07
Рений 21.4
Родий 12,3
Каменная соль 2,2
Минеральная вата 0,22 - 0,39
Канифоль 1,07
Твердая резина 1,2
Каучук, мягкий товарный 1,1
Резина, чистая камедь 0,91 - 0,93
Резина, пена 0,070
Рубидий 1.52
Песок сухой 1,4 - 1,6
Песчаник 2,1 - 2,4
Сапфир 3,98
Селен 4,4
Серпентин 2,5 - 2,65
Диоксид кремния, плавленый прозрачный 2,2
Диоксид кремния, полупрозрачный 2,1
Карбид кремния 3.16
Кремний 2,33
Серебро 10,5
Шлак 2 - 3,9
Сланец 2,6 - 3,3
Снег 0,1
Мыло 2,6 - 2,8
Натрий 0,98
Грунт 2,05
Припой 8,7 - 9.4
Сажа 1,6 - 1,7
Спермацет 0,95
Крахмал 1,5
Стеатит 2,6 - 2,7
Сталь 7,82
Сталь 7,82
2,3 - 2,8
Сера, крист. 2,0
Сахар 1,6
Тальк 2.7 - 2,8
Сало, говядина 0,95
Сало, баранина 0,95
Тантал 16,6
Смола 1,05
9.20 Теллур 6,25
Торий 4,16
Торий 11,7
Древесина
Олово 7.28
Титан 4,5
Топаз 3,5 - 3,6
Турмалин 3 - 3,2
Вольфрам 19,2
Карбид вольфрама
Уран 19,1
Уретановая пена (мочевиноформальдегидная пена) 0,08
Ванадий 6,1
Вермикулит 0.12
Воск уплотнительный 1,8
Белый металл 7,5 - 10
Дерево (выдержанное)
Плита из древесной ваты 0,5 - 0,8
Цинк 7,12
  • 1 кг / м 3 = 0,001 г / см 3 = 0,0005780 унций / дюйм 3 = 0,16036 унций / галлон (английская система мер) = 0,1335 унций / галлон (США) = 0,0624 фунта / фут 3 = 0.000036127 фунт / дюйм 3 = 1,6856 фунт / ярд 3 = 0,010022 фунт / гал (британская система мер) = 0,008345 фунт / галлон (США) = 0,0007525 тонна / ярд 3

* Обратите внимание, что даже если фунты на кубический фут часто используется как мера плотности в США, фунты на самом деле являются мерой силы, а не массы. Слизни - верное средство измерения массы. Вы можете разделить фунты на кубический фут на 32,2 , чтобы получить приблизительное значение в слагах.

Базальт - обзор | Темы ScienceDirect

9.4.2 Термостойкость

Термин «термостойкость» обозначает стабильность всех свойств волокна под воздействием тепла, что означает повышение температуры. Фактически, большинство синтетических волокон из органических полимеров плавятся, горят и разлагаются при температурах до 300 ° C. По сравнению с этими синтетическими волокнами базальтовые волокна обладают высокой термостойкостью. Базальтовые волокна - это неорганические волокна, они не горят, а температура плавления составляет около 1350–1450 ° C [14]. По этой причине термостойкость базальтовых волокон можно считать превосходной.Однако, если в качестве вида задано техническое свойство, такое как прочность волокна, даже при более низких температурах сообщается об изменении свойств волокна.

Помимо температуры плавления, в литературе также упоминаются другие температуры, которые, как утверждается, являются термическими ограничениями для использования базальтовых волокон. Обзор различных температур, найденных в литературе, показан на рис. 9.8 [15,41,42]. Хорошо видно, что термическое ограничение значительно ниже температуры плавления.Упомянутая рабочая температура по данным King et al. находится при 700 ° C, что составляет лишь половину температуры плавления [15]. Сильные различия в различных температурах ограничения температуры, вероятно, вызваны двумя причинами. Во-первых, сильная вариативность в различных типах материалов из базальтового волокна. Во-вторых, вариации в приложении и параметр, важный для этого приложения.

Рис. 9.8. Обзор различных температур для базальтовых волокон в качестве теплового ограничения использования.Приведенные температуры взяты из разных источников: температура размягчения из Ref. [41], рабочая температура из справ. [15], а также другие температуры, представленные на рисунке из [15]. [42].

Однако даже воздействие более низких температур может повлиять на свойства базальтовых волокон. Даже температурное воздействие 400 ° C, нанесенное всего на 2 часа, может значительно снизить прочность базальтовых волокон [39,43]. Militiky et al. сообщается даже о значительном снижении прочности базальтовых волокон, нагретых до температур 300 ° C [32] (рис.9.9). В этих экспериментах прочность волокна определялась при температуре нагрева и после охлаждения при комнатной температуре, как сообщили Overkamp et al. [28].

Рис. 9.9. Влияние температуры нагрева на долговечность базальтовых волокон [32].

В основном два фактора несут ответственность за снижение прочности базальтовых волокон. Во-первых, разложение нанесенных проклеивающих агентов, как описано выше. Во-вторых, процессы кристаллизации в волокне [44]. В процессе прядения базальтового волокна формируются базальтовые волокна с большим количеством аморфной поверхности для достижения наилучших механических свойств.В случае кристаллизации аморфные участки удаляются, а прочность волокна снижается.

Кристаллизация базальтовых волокон в основном определяется содержанием в них оксида железа. Предполагается, что под действием тепла начинается кристаллизация аморфных участков в присутствии оксида железа. В результате процесс кристаллизации охватывает все волокно, начиная с поверхности волокна и продвигаясь внутрь волокна [45].

Влияние оксида железа связано с процессами окисления, происходящими при более высоких температурах.Оксид железа (II) (FeO) окисляется до оксида железа (III) (Fe 2 O 3 ). Вероятно, поэтому кристаллизация базальтовых волокон начинается с поверхности базальтовых волокон, где кислород воздуха присутствует в качестве окислителя [26]. Помимо окисления до Fe 2 O 3 , образование магнетита (Fe 3 O 4 ) также считается частью процесса кристаллизации в базальтовых волокнах [43].

Одним из основных применений базальтовых волокон является их использование в армированных волокнами композитных материалах.Таким образом, логично обсудить термическую стабильность базальтовых волокон в таких композитах. Соответствующее исследование, в котором сравниваются различные стекловолокна и базальтовые волокна, проведено Cerny et al. [46]. Они утверждали, что в термостойкой матрице базальтовое волокно может выдерживать температуру до 550–600 ° C. Однако даже при более низкой температуре 400 ° C может происходить значительное уменьшение модуля упругости при растяжении. Это изменение характеристик при растяжении объясняется процессами кристаллизации, но также следует учитывать границу раздела волокон с матрицей [46].

9.4.3 Кислотостойкость

Кислоты могут разрушать базальтовые волокна. Воздействие соляной кислоты (HCl) приводит к вымыванию нескольких ионов металлов (например, ионов железа, магния, кремния, алюминия и кальция) с поверхности волокна. Эти выщелоченные ионы замещаются протонированием кислоты, что приводит к образованию силанольных групп Si-OH на поверхности волокна [43]. Однако также было высказано предположение, что присутствие силанольных групп также защищает волокно от дальнейшего прогрессирующего гидролиза.Пленка силанольных групп может покрывать микротрещины в волокне и тем самым восстанавливать прочность волокна [43].

Другие исследования с соляной кислотой (HCl) и серной кислотой (H 2 SO 4 ) показали, что прочность базальтовых волокон, следовательно, уменьшается в зависимости от увеличения концентрации кислоты и увеличения продолжительности кислотной обработки [28]. В этом исследовании сообщается, что кислотная обработка разлагает проклеивающие вещества, присутствующие на поверхности базальтового волокна.Разумеется, удаление размера также устраняет его положительное влияние на свойства волокна [28].

Можно резюмировать, что базальтовые волокна повреждаются кислотами. Однако по сравнению с щелочными химическими веществами под действием кислот базальтовые волокна полностью не разлагаются. В целом для базальтового волокна можно предположить адекватную кислотную стабильность [47]. Однако сообщалось о другом поведении, особенно для щелочно-стойких базальтовых волокон [48]. Эти специальные базальтовые волокна были обработаны в сравнительном исследовании 2 М растворами NaOH и HCl путем кипячения в течение 3 часов.Впоследствии снижение веса волокон и остаточная прочность были определены как параметры, указывающие на характеристики волокна. По обоим параметрам базальтовое волокно было больше повреждено HCl по сравнению с обработкой NaOH [48].

9.4.4 Устойчивость к щелочам

Щелочные химические вещества могут серьезно повредить базальтовые волокна. Причиной этого, вероятно, является чувствительность соединений оксида кремния к гидролизу в щелочных условиях [49]. При прямом сравнении базальтовые волокна обрабатывали разными кислотами и щелочными растворами NaOH.Как следствие, прочность базальтового волокна после щелочной обработки дополнительно снижается по сравнению с кислотной обработкой [28].

Однако сообщалось о различном влиянии различных щелочных химикатов на стабильность базальтовых волокон [50]. Особенно сильные повреждения базальтовых волокон были получены при использовании растворов NaOH и KOH. Под воздействием этих щелочных растворов остаточная прочность базальтового волокна составляла <7% [50]. Для сравнения, другие щелочные растворы, содержащие Ca (OH) 2 или аммиак, не сильно повреждают базальтовые волокна [50].Тем не менее, базальтовые волокна обладают лучшей устойчивостью к щелочам, чем обычные стекловолокна, даже если оба являются неорганическими и в основном основаны на оксиде кремния. Вероятно, присутствие глинозема определенным образом стабилизирует базальтовые волокна [50].

Характеристики базальтовой фибры в качестве упрочняющего материала для бетонных конструкций

Abstract

В данном исследовании исследуется применимость базальтовой фибры в качестве упрочняющего материала для конструкционных бетонных элементов посредством различных экспериментальных работ по оценке прочности, механических свойств и упрочнения на изгиб.Базальтовое волокно, используемое в этом исследовании, было произведено в России и показало предел прочности на разрыв 1000 МПа, что составляет около 30% углерода и 60% высокопрочного стекловолокна (S-стекло). Когда волокна были погружены в раствор щелочи, базальтовые и стеклянные волокна потеряли свой объем и прочность с продуктом реакции на поверхности, но углеродное волокно не показало значительного снижения прочности. В ходе ускоренного испытания на атмосферостойкость было обнаружено, что базальтовое волокно обеспечивает лучшую стойкость, чем стекловолокно.Однако базальтовое волокно сохраняло около 90% нормальной температурной прочности после выдержки при 600 ° C в течение 2 часов, тогда как углеродные и стеклянные волокна не сохраняли своей объемной целостности. В испытаниях по оценке упрочнения при изгибе усиление базальтовым волокном улучшило как податливость, так и предел прочности образца балки до 27% в зависимости от количества нанесенных слоев. Из результатов, представленных здесь, два слоя листов базальтового волокна были сочтены лучшей схемой упрочнения.Кроме того, усиление не обязательно должно распространяться по всей длине изгибаемого элемента. Когда одновременно требуется умеренное структурное усиление, но высокая огнестойкость, например, для строительных конструкций, усиление базальтовым волокном будет хорошей альтернативой среди других систем упрочнения из армированного волокном полимера (FRP).

Ключевые слова

(A) Волокна

(B) Высокотемпературные свойства

(B) Прочность

(D) Механические испытания

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Полный текст

Copyright © 2005 Elsevier Ltd.Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Прикладные науки | Бесплатный полнотекстовый | Исследование характеристик асфальтобетонной смеси, армированной базальтовым волокном

1. Введение

С развитием экономики в провинции Цзянси, Китай, было построено большое количество автомагистралей. Благодаря своим преимуществам, таким как меньшая стоимость и износостойкость, асфальтобетонная смесь является одним из наиболее часто используемых строительных материалов при строительстве дорожных покрытий в провинции Цзянси.Однако из-за сурового климата и увеличивающегося объема движения традиционные асфальтовые смеси трудно удовлетворить требованиям к долговечности асфальтового покрытия. Провинция Цзянси расположена на юге Китая и относится к зоне влажного субтропического климата. Постоянные деформации асфальтового покрытия, такие как колейность, скученность, толчки и волны, образуются при больших нагрузках при высоких температурах. В сезон дождей могут появиться повреждения водой, такие как рыхлость, растрескивание, ямы и ямки.Между тем, в последние годы крупномасштабные стихийные бедствия, такие как низкие температуры, дождь, снег и заморозки, также произошли в провинции Цзянси. После сильных стихийных бедствий в асфальтовом покрытии появляются трещины на больших площадях, что сокращает его срок службы.

Чтобы улучшить долговечность асфальтового покрытия, многие исследователи добавляют в асфальтовые смеси различные типы волокон, такие как лигнин, полимер, полиэстер, минерал, резина, углерод, камень, шерсть, пластик и т. Д. [1,2, 3,4].Sheng et al. [5] использовали как полиэфирное, так и минеральное волокно для улучшения характеристик смеси SMA. Putman et al. [6] оценили остаточную деформацию и чувствительность к влаге асфальтовой смеси с отходами волокна, полученными при переработке утильных шин. Yooet al. [7] предложили использовать новый тип пластикового волокна для улучшения структурной целостности асфальтовой смеси. Guan et al. обнаружили, что бруситовое волокно может увеличить прочность и ударную вязкость асфальтовой смеси. Между тем, добавление волокон также может предотвратить разрушение асфальта во время транспортировки и строительства [8,9,10].C.Celauro и др. [11] обнаружили, что использование базальтовых волокон в асфальтовой смеси улучшило ее устойчивость к остаточной деформации. Чадборн [12] изучал высокотемпературные свойства асфальтовой смеси. Ахмад Мухаммад и др. [13,14] обсуждали водочувствительность и высокотемпературные характеристики цементного раствора на основе фосфата магния с различными дозировками базальтовой фибры с помощью микроскопического анализа. Aminul Haque, M. et al. продемонстрировали, что добавление трех различных волокнистых материалов может эффективно улучшить свойства изгиба и прочность на сжатие композитов на основе фосфатного цемента [14,15,16].Несколько исследований показали, что дорожные характеристики асфальтовой смеси можно улучшить за счет добавления волокон [17,18,19,20]. Однако разные типы волокон по-разному улучшают характеристики асфальтобетонных смесей. Базальтовое волокно производится из чрезвычайно тонких волокон базальта и имеет отличные физические свойства, высокую термическую стабильность и отличную химическую стойкость [21,22]. Базальтовые волокна нового типа с высокими эксплуатационными характеристиками также широко распространены в провинции Цзянси. Однако он обычно используется для структурных, электротехнических целей, таких как конструкции электромагнитного экранирования, самолеты, корабли, бытовые приборы и т. Д.Чтобы решить проблему недостаточной прочности дороги в провинции Цзянси и способствовать применению базальтового волокна в дорожных покрытиях, необходимо изучить дорожные характеристики базальтового волокна с комплексной оценкой.

В этой статье дорожные характеристики асфальтобетонной смеси с базальтовым волокном были протестированы и всесторонне проанализированы с помощью теста устойчивости Маршалла, теста слежения за колесом, теста балки на трехточечный изгиб и теста на расщепление при замерзании и таянии. Результаты показывают лучшие характеристики при оптимальном содержании базальтового волокна в асфальтовой смеси.Кроме того, были проведены параллельные лабораторные исследования контрастности между базальтовым волокном, полиэфирным волокном и асфальтобетонной смесью, армированной лигниновым волокном.

Изоляционные материалы | Министерство энергетики

Полиуретан - это вспененный изоляционный материал, в ячейках которого содержится газ с низкой проводимостью. Изоляция из пенополиуретана доступна в формулах с закрытыми и открытыми ячейками. В пене с закрытыми порами ячейки с высокой плотностью закрываются и заполняются газом, который помогает пене расширяться и заполнять пространства вокруг нее.Ячейки пенопласта с открытыми порами не такие плотные и заполнены воздухом, что придает изоляции губчатую текстуру и более низкую R-ценность.

Как и пенополиизо, R-значение полиуретановой изоляции с закрытыми порами может со временем падать, поскольку часть газа с низкой проводимостью уходит, а воздух заменяет его, что является явлением, известным как термический дрейф или старение. Наибольший тепловой дрейф происходит в течение первых двух лет после изготовления изоляционного материала, после чего значение R остается неизменным, если только пена не повреждена.

Фольга и пластиковые покрытия на жестких пенополиуретановых панелях могут помочь стабилизировать R-значение, замедляя тепловой дрейф. Светоотражающая пленка, если она установлена ​​правильно и обращена к открытому пространству, также может действовать как лучистый барьер. В зависимости от размера и ориентации воздушного пространства это может добавить еще один R-2 к общему тепловому сопротивлению.

Полиуретановая изоляция доступна в виде вспененного жидкого вспененного материала и жесткого пенопласта. Из него также могут быть изготовлены ламинированные изоляционные панели с различными покрытиями.

Нанесение полиуретановой изоляции распылением или вспенением на месте обычно дешевле, чем установка пенопластов, и эти приложения обычно работают лучше, потому что жидкая пена формируется на всех поверхностях. Вся производимая сегодня изоляция из пенополиуретана с закрытыми порами производится с использованием газа, не содержащего ГХФУ (гидрохлорфторуглерод), в качестве вспенивающего агента.

Пенополиуретан низкой плотности с открытыми ячейками использует воздух в качестве вспенивателя и имеет значение R, которое не меняется с течением времени.Эти пены похожи на обычные пенополиуретаны, но более гибкие. В некоторых сортах с низкой плотностью в качестве пенообразователя используется двуокись углерода (CO2).

Пена низкой плотности распыляется в открытые полости стенки и быстро расширяется, герметизируя и заполняя полость. Также доступна медленно расширяющаяся пена, предназначенная для полостей в существующих домах. Жидкая пена расширяется очень медленно, что снижает вероятность повреждения стены из-за чрезмерного расширения. Пена проницаема для водяного пара, остается эластичной и устойчива к впитыванию влаги.Он обеспечивает хорошую герметичность, огнестойкость и не поддерживает пламя.

Также доступны жидкие пенополиуретаны на основе сои. Эти продукты могут применяться с тем же оборудованием, что и для пенополиуретанов на нефтяной основе.

Некоторые производители используют полиуретан в качестве изоляционного материала в конструкционных изоляционных панелях (СИП). Для изготовления СИП можно использовать пенопласт или жидкую пену. Жидкая пена может быть введена между двумя деревянными обшивками под значительным давлением, и после затвердевания пена создает прочную связь между пеной и обшивкой.Стеновые панели из полиуретана обычно имеют толщину 3,5 дюйма (89 мм). Толщина потолочных панелей составляет до 7,5 дюймов (190 мм). Эти панели, хотя и более дорогие, более устойчивы к возгоранию и диффузии водяного пара, чем EPS. Они также изолируют на 30-40% лучше при заданной толщине.

Модельное испытание характеристик несущей способности бетонной футеровки, армированной базальтовым волокном

Добавление фибры может улучшить хрупкость простого бетона. По сравнению с обычным бетоном, базальтовый бетон, армированный фиброй, обладает такими преимуществами, как усиление, упрочнение и трещиностойкость.По сравнению со стальным фибробетоном, базальтовый фибробетон имеет лучшие строительные характеристики. Базальтовый фибробетон - это тип неорганического материала с защитой от окружающей среды и высокими механическими свойствами, который имеет важное механическое преимущество для контроля деформации туннеля из мягкой породы. Посредством внутреннего модельного испытания механического поведения железобетона и футеровки из базальтового фибробетона были изучены несущие характеристики футеровки из базальтового фибробетона.Результаты показывают, что по сравнению с железобетоном начальная трещинная нагрузка базальтового фибробетона увеличивается на 20%; прочность конструкции футеровки повышается за счет добавления базальтового волокна, и футеровка все еще может выдерживать большой изгибающий момент и деформацию после появления начальной трещины; после появления начальной трещины кривая несущей способности железобетонной футеровки медленно поднимается и быстро сходится; кривая несущей способности футеровки из базальтового фибробетона медленно поднимается, и нет никаких признаков схождения, когда она достигает 2-кратной начальной трещинной нагрузки.Для туннеля из мягкой окружающей породы необходимо как можно раньше заделать поверхность породы, как можно скорее обеспечить опору и иметь определенную способность к деформации. Бетон, армированный базальтовыми фибрами, может лучше удовлетворить эти потребности.

1. Введение

С быстрым развитием инфраструктуры Китая появляются транспортные туннели на большой высоте, в высоких широтах и ​​в районах с высокой сейсмической интенсивностью, а геологические условия на участке туннеля являются сложными и изменчивыми, что выдвигает более высокие требования для механических свойств туннельной опоры.Бетон, армированный фиброй, обладает отличными характеристиками по упрочнению и ударной вязкости для туннелей в мягких окружающих породах, которые требуют герметизации поверхности породы как можно раньше [1–4], обеспечивая как можно более раннюю опору и обладающую определенной деформационной способностью. Фибробетон - эффективный несущий материал.

Обычный бетон - это разновидность хрупкого материала с низкой прочностью на растяжение [5–7], что не позволяет ему играть роль поддерживающего материала в туннеле из мягкой окружающей породы, который должен обладать определенной деформационной способностью.Поэтому добавление фибры в простой бетон считается разумным решением этой проблемы. Использование волокна может не только снизить затраты на строительство туннеля, но и сэкономить время строительства. Добавление фибры в простой бетон может повысить прочность и трещиностойкость бетона [8], что также хорошо соответствует требованиям к характеристикам материалов для опор туннелей из мягких пород. В настоящее время существует много видов волоконных добавок, из которых стальная фибра является наиболее часто используемой в конструкции [9–11], а стальная фибра может улучшить структуру и усталостную прочность на изгиб опоры [12].Футеровка из бетона, армированного стальной фиброй, имеет большие преимущества в отношении сопротивления просачиванию и трещиностойкости. Song et al. [13] рассмотрели ударопрочность бетона, армированного стальной фиброй, с помощью теста ACI. Результаты испытаний показали, что с увеличением содержания стальной фибры прочность бетона на растрескивание улучшается. Однако у стальной фибры также есть некоторые проблемы: конструкционные характеристики невысокие, дозировка слишком велика, ее легко сфероидизировать и легко корродировать [14]. Эти незначительные проблемы с производительностью иногда становятся серьезной проблемой при строительстве туннелей.Бетон, армированный базальтовым волокном, не только обладает исключительными строительными характеристиками, но также его производственный процесс является экологически чистым [15]. В последние годы это широко применяется при армировании бетона [16, 17].

Использование базальтового фибробетона было впервые предложено в отчете за 1998 год, который был опубликован в проекте 45 «Анализ достоинств инноваций на дорогах» [18]. В данном отчете впервые исследуются объемное содержание и свойства базальтового фибробетона.Базальтовая фибра - это экологически чистый и высокоэффективный неорганический материал, который может эффективно улучшить прочность бетона на сжатие (максимальное увеличение составляет около 17%) [19] и раннюю прочность [20], улучшить характеристики хрупкого разрушения бетона и улучшить трещиностойкость [21], а также повышение прочности на раскалывание (до 27%) и прочности на изгиб (до 25%) [22]. Ayub et al. [23] изучали механические свойства базальтового фибробетона при испытании на прочность при раскалывании.Последствия максимальной прочности на сжатие и прочности на разрыв бетона с различным объемом базальтового волокна были улучшены, в то время как влияние добавления волокна на модуль упругости незначительно. Отличительной особенностью бетона, армированного базальтовым волокном, является его более высокая энергоемкость и более высокая пластичность после достижения оптимальной нагрузки [24]. Более того, базальтовая фибра легко диспергируется в бетонной смеси без сегрегации и не дает потерять свою форму из-за гибкости, которая отличается от стальной фибры, с которой трудно обращаться и, таким образом, в виде шара.Следовательно, опорная конструкция из базальтового фибробетона имеет большое механическое преимущество для контроля деформации мягкого окружающего горного туннеля.

Эта статья, основанная на туннеле Дуцзяшань (серицитовый филлит) скоростной автомагистрали Гуанчжоу Ганьсу, исследует механическое поведение опорной конструкции из базальтового фибробетона в условиях мягкой окружающей породы, что имеет большое значение для изучения технологии контроля деформации. исследования тоннелей в мягких вмещающих породах и механических свойств футеровки из базальтового фибробетона.

2. Общие сведения

Тоннель Дуцзяшань скоростной автомагистрали Гуанчжоу Ганьсу расположен в уезде Цинчуань города Гуанюань. Это двухполосный туннель с односторонним движением с левым туннелем длиной 1833 м и правым туннелем длиной 1886 м.

2.1. Литология формации

Туннель Дуцзяшань расположен на северной оконечности горы Лунмэнь на северо-западном краю Сычуаньской котловины, недалеко от горной системы Мотянлинг. Коренная порода на участке туннеля обнажена, слои от нового к старому: новая четвертичная система склонов, обрушившееся скопление склонов, аллювиальный пролювиальный слой и слой оползневой аккумуляции, а также комбинация палеозойской силурийской формации Хуанпин (песчаный филлит) и серицитовой филлитовой породы формирование.

Часть туннеля Дуцзяшань проходит через силурский серицитовый филлитовый разрез (вмещающая порода V степени). Филлит серицита желтовато-серый, с чешуйчатой ​​кристаллической структурой и филлитовой структурой, с очень развитой сланцевой поверхностью; мягкие, ногти могут быть забиты; плохое соединение между слоями, прочность на сжатие составляет 4,6–6,3 МПа, легко размягчается водой, которая является основным слоем породы в теле туннеля, как показано на Рисунке 1.


2.2. Конструкция опорной конструкции

Опорная конструкция туннеля Дуцзяшань представляет собой подковообразную секцию с пролетом 12.82 м и высотой 10,29 м. Первоначальной опорой является стальная рама I20b на 60, φ 8 стальных ячеек на 20 и φ 22 анкерный болт ролика лекарственного средства + торкретбетон C25 толщиной 30 см; вторая футеровка состоит из армированного сталью бетона C25 толщиной 45 см и стальной сетки φ 22 толщиной 25. Предлагается использовать базальтовый фибробетон CF25 толщиной 30 см вместо исходной конструкции конструкции.

3. Испытание основных механических свойств бетона, армированного базальтовым волокном
3.1. Содержание теста

Содержание теста, количество и размеры образцов, необходимых для каждого теста, показаны в таблице 1.


Проект Размер образца (мм) Количество образцов для испытаний из простого бетона C25 Количество образцов для испытаний из базальтового фибробетона CF25

Прочность на сжатие куба 100100100 3 3
Прочность на изгиб 100100400 3 3
Вязкость при изгибе 100100400 0 3

Примечание. Длина базальтового волокна 30 мм, диаметр 18 мкм м.

3.2. Результаты испытаний прочности на сжатие и прочности на изгиб

Испытание проводилось с помощью цифрового измерителя давления (YES-2000) и тестера на изгиб (JES-300). Результаты испытаний прочности на сжатие и изгиба показаны в таблицах 2 и 3.


Тип Средняя прочность на сжатие (МПа) Коэффициент преобразования размера Конверсионная прочность (МПа) Коэффициент роста

Обычный бетон 27.182 0,95 25,823 1
Бетон, армированный базальтовыми волокнами 32,852 0,9 29,567 1,145

Тип Средняя прочность на изгиб (МПа) Коэффициент преобразования размера Преобразование прочности (МПа) Коэффициент роста

Обычный бетон 3.042 0,85 2,586 1
Базальтовый фибробетон 3,571 0,85 3,035 1,174

Таблицы и 3 что базальтовое волокно способствует повышению прочности бетона на сжатие и изгиб. После добавления базальтового волокна в простой бетон в бетоне образуется надежная сетчатая структура, которая взаимодействует с заполнителем, чтобы выдерживать нагрузки.Когда напряжение передается от матрицы к волокну, волокно потребляет энергию из-за деформации, что улучшает ударную вязкость и прочность бетона.

3.3. Результаты испытаний на вязкость при изгибе

Метод испытания на трехточечную нагрузку был проведен с использованием 25-тонной механической испытательной машины Instron. Результаты испытаний представлены в таблице 4.


Тип Номер испытательного образца Среднее значение
JTH-1 JTH-2 JTH-3

Начальная трещиностойкость (МПа) 3.37 3,62 3,43 3,47
Эквивалентная прочность на изгиб (МПа) 2,38 2,27 2,14 2,26
Коэффициент вязкости при изгибе 0,59 0,48 0,52 0,53
Индекс вязкости I 10 8,7 9,9 10,3 9,63
Индекс вязкости I 30 31.75 29,77 27,54 29,69
Вязкость R 30/10 115,25 99,35 86,2 100,27

Из таблицы 4 видно, что базальтовая фибра способствует улучшению начальной трещиностойкости и ударной вязкости бетона. Вязкость ( R 30/10 ) трех образцов превышает 80, а класс вязкости - отличный.

4. Модель тестирования
4.1. Конструкция с аналогичными параметрами

Для испытания принята вертикальная испытательная платформа из стальной пластины, как показано на рисунке 2. Длина платформы составляет 4,3 м, ширина - 0,5 м, а высота - 3,7 м. Хорошо известно, что если длина модели в 6 раз больше, чем пролет тоннеля, граничным эффектом модели можно пренебречь, поэтому коэффициент геометрического подобия можно принять равным 20.


Облицовка туннеля моделируется гипсовым смешанным материалом, а его модуль упругости равен 1.1∼1,65 × 10 3 МПа, а для базальтового фибробетона CF25 - 2,45–3,2 × 10 4 МПа. Таким образом, коэффициент подобия равен 20.

Отношение подобия выводится в соответствии с критериями подобия, а коэффициент подобия других основных физических величин показан в таблице 5.

9001 6

Тип Физические величины Коэффициент подобия

Свойства материала Модуль упругости 20
Прочность на сжатие / растяжение 20
Напряжение 20
Деформация 1
Коэффициент Пуассона 1
Угол внутреннего трения 1
Плотность 1
Нагрузка Нагрузка 8000
Геометрические характеристики Геометрическая длина 20

4.2. Подобные материалы для испытаний

Баритовый порошок, речной песок, кварцевый песок, моторное масло и канифоль используются для получения аналогичных материалов для окружающих пород. Физико-механические параметры аналогичных материалов приведены в таблице 6.


Материал Модуль упругости (МПа) Коэффициент Пуассона Масса (кН · м −3 ) Сцепление (кПа) Угол трения (°)

Окружающая порода (прототип) 1210 0.41 18 120 23
Подобные материалы вмещающих пород 58,5 0,42 18,5 6,1 25

Класс прочности бетон для футеровки прототипа - С25. Гипсовая смесь (водоцементное соотношение составляет 0,686) и готовая стальная проволочная сетка толщиной 0,5 мм (двойной слой) используются для моделирования футеровки в испытании, как показано на Рисунке 3.


Фактический класс прочности базальтового фибробетона - CF25. В испытании использовалась гипсовая смесь (водоцементный коэффициент 0,611). Базальтовое волокно (рис. 4) и белая эмульсия (для улучшения адгезии между гипсом и базальтовым волокном) используются для моделирования футеровки в испытании. Содержание базальтового волокна определено как 3 11,5 кг / м 3 в соответствии с испытанием на прочность при изгибе.


Физико-механические параметры железобетонной футеровки и футеровки из базальтового фибробетона приведены в таблице 7.

армированный бетон Прототип футеровки

Материал Модуль упругости (МПа) Вес (кН · м −3 ) Коэффициент Пуассона

29500 25 0,2
Аналогичный материал 1382 24,3 0,2
Базальтовый фибробетон Прототип футеровки 29500 25 0.2
Аналогичный материал 1409 24,4 0,2

4.3. Испытательное оборудование

В испытании используется испытательная платформа с вертикальной стальной пластиной (Рисунок 2), миниатюрная камера давления (тип DYB-1, рисунок 5 (a)), датчик смещения (тип YHD, рисунок 5 (b)) и статическая деформация. коллектор (рисунок 6).


4.4. Расположение точек измерения

Испытание разделено на 2 группы: железобетонная футеровка и футеровка из базальтового фибробетона, по три образца в каждой группе.Поскольку футеровка симметрична и нагрузки также симметричны, точки измерения могут быть установлены только на половине сечения футеровки. Имеется 5 типичных точек измерения (свод, левое бедро, середина левой стороны и перевернутая арка), расположение точек измерения показано на рисунке 7.


4.5. Процесс испытания

Сначала заполните испытательную платформу почвой и уплотните ее через каждые 20 см, пока она не достигнет нижней высоты испытательного образца; во-вторых, закопать конструкцию футеровки, уложить тестовый датчик и засыпать почвой до заданной высоты поверхности; наконец, пошагово нагружать (2 т / сорт) до тех пор, пока футеровка не будет повреждена (отмечена появлением сквозной трещины).

5. Анализ результатов испытаний
5.1. Явление теста
5.1.1. Железобетонная футеровка

Под действием вертикальной нагрузки первая трещина появляется на внутренней стороне перевернутой арки, начальная трещинная нагрузка составляет 10 т, а ширина и глубина трещины увеличиваются с увеличением нагрузки; затем появляется продольная трещина на своде и левой и правой ступнях боковой стенки; продолжает увеличивать нагрузку, и трещина постепенно появляется на левой и правой сторонах бедра, боковых стенках и перевернутой арке; нагрузка до 20 т, при повреждении конструкции остается 9 трещин.Явление испытания и распределение трещин показаны на рисунках 8 и 9.



5.1.2. Футеровка из базальтового фибробетона

Первая трещина появляется на своде футеровки из базальтового фибробетона, начальная трещинная нагрузка составляет 12 тонн. Из-за ингибирования базальтового волокна глубина трещины медленно увеличивается с увеличением нагрузки, и путь трещины извилистый; затем появляются трещины в перевернутой арке, своде и боковой стене. При нагрузке 24 т сквозные трещины в конструкции футеровки отсутствуют и количество трещин составляет 13.Явление испытания и распределение трещин показаны на рисунках 10 и 11.



5.2. Радиальное давление

Извлеките радиальное давление между окружающей породой и футеровкой в ​​каждой точке мониторинга во время нагрузки на каждом уровне и нарисуйте кривую радиального давления и нагрузки, как показано на рисунке 12.

Как видно из рисунка 12, фактическое радиальное давление, действующее на футеровку, примерно на 30-40% меньше теоретического значения, и эта часть нагрузки в основном распределяется на породу.

Из рисунка 12 видно, что радиальное давление футеровки увеличивается линейно. Когда появилась первая трещина (достигнув начальной трещинной нагрузки), скорость роста радиального давления начала замедляться. Напряжение футеровки из базальтового фибробетона более равномерное, чем у футеровки из железобетона, что в основном связано с ее хорошей трещиностойкостью и способностью контролировать деформацию. Когда футеровка из базальтового фибробетона выдерживает удвоенную начальную трещинную нагрузку, конструкция остается неповрежденной (когда железобетонная футеровка выдерживает удвоенную начальную трещинную нагрузку, конструкция повреждается).

На Рисунке 12 (c) радиальное давление в середине боковой стенки железобетонной футеровки резко увеличивается при нагрузке 14 т, что в основном связано с начальными трещинами в футеровке, что приводит к плоской скорости сечения. внезапно уменьшаются, и боковая стенка резко сдавливается в сторону окружающей породы, что приводит к резкому увеличению здесь радиального давления.

5.3. Радиальное смещение

Извлеките радиальное смещение для каждого уровня нагрузки и нарисуйте кривую радиального смещения и нагрузки, как показано на Рисунке 13.

На Рисунке 13 можно увидеть, что до достижения начальной трещинной нагрузки радиальное смещение в основном линейно с увеличением нагрузки. При достижении начальной трещинной нагрузки скорость роста радиального смещения явно возрастает, и железобетонная футеровка больше, чем футеровка из базальтового фибробетона. При одинаковой нагрузке радиальное смещение железобетонной футеровки больше, чем у футеровки из базальтового фибробетона.В заключение, трещиностойкость, ударная вязкость и способность контролировать деформации футеровки из базальтового фибробетона лучше, чем у железобетонной футеровки.

5.4. Характеристики подшипника

Выделите радиальное давление и смещение при каждом уровне нагрузки и нарисуйте кривую характеристик подшипника, как показано на рисунке 14.

Из рисунка 14 видно, что точки измерения в своде, бедре и середине перевернутой арки непрерывно деформируются во внутреннем направлении туннеля, и закон в основном тот же.В процессе нагружения точки измерения боковой стенки непрерывно деформируются в сторону окружающей скальной породы, что отличается от других точек измерения. Несущие характеристики конструкции футеровки из базальтового волокна анализируются сводом как репрезентативной точкой измерения внутренней деформации конструкции и серединой боковой стены как репрезентативной точкой измерения внешней деформации конструкции.

5.4.1. Точка измерения внутренней деформации - Vault

Когда достигается начальная трещинная нагрузка, скорость роста радиального смещения точки измерения железобетонной футеровки резко увеличивается, а скорость роста радиального давления замедляется.Конечная нагрузка железобетонной футеровки увеличивается примерно на 50% (по сравнению с начальной трещинной нагрузкой).

Когда достигается начальная трещинная нагрузка, скорость роста радиального смещения футеровки из базальтового фибробетона имеет определенную степень увеличения, скорость роста радиальной нагрузки имеет медленную тенденцию, а несущая способность конструкции остается высокой. . При нагрузке, в 2 раза превышающей начальную растрескивающую нагрузку, конструкция футеровки все еще имеет определенную несущую способность. По сравнению с железобетонной футеровкой несущая способность и способность противодействовать деформации футеровки из базальтового фибробетона значительно улучшены.

5.4.2. Точка измерения внешней деформации - середина боковой стенки

В процессе нагружения облицовка боковой стенки деформируется по направлению к окружающей породе, на что будет влиять реакция окружающей породы, что приведет к увеличению радиального давления соответствующих частей. подкладки.

Из-за прочности и трещиностойкости базальтового фибробетона радиальное смещение в середине боковой стены составляет менее 10% ~ 20% от железобетона при тех же условиях нагрузки при достижении начальной трещиностойкости, и футеровка из базальтового фибробетона все еще может выдерживать большой изгибающий момент при достижении начальной трещинной нагрузки.Поскольку радиальное смещение в середине боковой стены футеровки базальтовым фибробетоном невелико, радиальное давление также невелико (по сравнению с железобетоном).

6. Заключение

(1) Когда направление основной нагрузки вертикальное, первая продольная трещина появляется в середине перевернутой арки или на внутренней стороне свода. Начальная трещинная нагрузка железобетонной футеровки составляет 10 т, а футеровки из базальтового фибробетона - 12 т. Из-за ингибирования базальтового волокна путь развития трещин извилистый, что в конечном итоге замедляет повреждение футеровки.Когда железобетонная облицовка нагружается в 2 раза выше начальной трещинной нагрузки, конструкция повреждается и, наконец, образуются 9 трещин; когда футеровка из базальтового фибробетона нагружена в 2 раза выше начальной трещинной нагрузки, сквозных трещин в конструкции футеровки по-прежнему нет, и количество трещин достигло 13. (2) Фактическое радиальное давление, действующее на конструкцию футеровки. примерно на 30% ∼40% меньше теоретического расчетного значения, которое в основном разделяет окружающая порода.Благодаря хорошей трещиностойкости и способности контролировать деформацию базальтовой фибры, напряжение футеровки более равномерное, чем у железобетона, после достижения начальной трещинной нагрузки. (3) До достижения начальной трещинной нагрузки радиальное смещение в основном составляет линейный с увеличением нагрузки; после достижения начальной трещинной нагрузки скорость роста радиального смещения явно возрастает, и железобетонная футеровка больше, чем футеровка из базальтового фибробетона.Когда базальтовое волокно добавляется в конструкцию футеровки, прочность конструкции футеровки повышается, и футеровка все еще может выдерживать большой изгибающий момент и снижать скорость деформации конструкции после достижения начальной трещиновой нагрузки. Появляется футеровка, в основном изменяются несущие характеристики футеровки из железобетона и базальтового фибробетона. После появления начальной трещины кривая несущей способности железобетонной футеровки медленно поднимается и имеет тенденцию к быстрому схождению; кривая несущей способности футеровки из базальтового фибробетона медленно поднимается, и нет никаких признаков схождения, когда она достигает 2-кратной начальной трещинной нагрузки.

Доступность данных

Данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования, включены в статью.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Благодарности

Авторы признательны за поддержку со стороны Национального фонда естественных наук Китая (№№ 51408008 и 51478277).

CX Армирование базальтовым волокном - Бетонная биржа

CX Армирование из базальтового волокна - мешок 3 фунта

Сверхтонкие нити рубленого базальтового волокна создают едва заметную сеть арматуры в бетонной смеси.


Около

Базальтовое волокно - лучший способ армировать бетон.

Высокая прочность на разрыв. По сравнению со всеми другими обычными арматурами

Коррозионно-стойкая. Не гниет и не ржавеет со временем, в отличие от традиционной стали.

Влагостойкость. Выдерживает самые влажные среды и обладает устойчивостью к щелочам.

Химическая стойкость. Совместим практически с любыми добавками, которые вы добавляете в бетон.

Морозостойкость и жаростойкость. Быстрое выполнение циклов замораживания-оттаивания.

Плавное смешивание. Не слипается и не слипается во время смешивания, как многие ПВХ и поли волокна.

Характеристики

  • Обычная дозировка: загрузка 2-5%; на основе цемента в смеси по весу
  • Размеры: нити 12-50 мм (L)
  • Упаковка: полиэтиленовые пакеты для тяжелых условий эксплуатации
  • Вес: 3 фунта
  • Материал: базальтовое волокно
  • Поддерживаемая рабочая температура: 600 ° C
  • Минимум Рабочая температура: -260ºC
  • Плотность: 2.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *