BG4718U1 - Топло- и звукоизолационни плочи от рециклирани отпадъци от минерална вата - Google Patents
Топло- и звукоизолационни плочи от рециклирани отпадъци от минерална вата Download PDFInfo
- Publication number
- BG4718U1 BG4718U1 BG5883 BG4718U1 BG 4718 U1 BG4718 U1 BG 4718U1 BG 5883 BG5883 BG 5883 BG 4718 U1 BG4718 U1 BG 4718U1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- mineral wool
- bds
- waste
- recycled
- determined according
- Prior art date
Links
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 title claims description 115
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims description 77
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title description 79
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 102
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 29
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 24
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 17
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 17
- 239000004746 geotextile Substances 0.000 claims description 12
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 49
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 41
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 description 25
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 24
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 description 20
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 20
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 16
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 16
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 16
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 15
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 12
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 12
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 12
- 239000006101 laboratory sample Substances 0.000 description 11
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 11
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 10
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 10
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 10
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 7
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 6
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 229920000876 geopolymer Polymers 0.000 description 4
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000011494 foam glass Substances 0.000 description 3
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 3
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 3
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 3
- 239000010864 pre-consumer waste Substances 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 3
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 238000006757 chemical reactions by type Methods 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000004794 expanded polystyrene Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- PPDBOQMNKNNODG-NTEUORMPSA-N (5E)-5-(4-chlorobenzylidene)-2,2-dimethyl-1-(1,2,4-triazol-1-ylmethyl)cyclopentanol Chemical compound C1=NC=NN1CC1(O)C(C)(C)CC\C1=C/C1=CC=C(Cl)C=C1 PPDBOQMNKNNODG-NTEUORMPSA-N 0.000 description 1
- 239000010754 BS 2869 Class F Substances 0.000 description 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 description 1
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 102000010410 Nogo Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010077641 Nogo Proteins Proteins 0.000 description 1
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical compound OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 1
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 210000001520 comb Anatomy 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- JBSLOWBPDRZSMB-FPLPWBNLSA-N dibutyl (z)-but-2-enedioate Chemical compound CCCCOC(=O)\C=C/C(=O)OCCCC JBSLOWBPDRZSMB-FPLPWBNLSA-N 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 1
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010852 non-hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-M phosphonate Chemical compound [O-]P(=O)=O UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000010817 post-consumer waste Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000004334 sorbic acid Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000009747 swallowing Effects 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010784 textile waste Substances 0.000 description 1
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 description 1
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 1
Description
(54) ТОПЛО- И ЗВУКОИЗОЛАЦИОННИ ПЛОЧИ ОТ РЕЦИКЛИРАНИ ОТПАДЪЦИ ОТ МИНЕРАЛНА ВАТА
Област на техниката
Настоящият полезен модел се отнася до топло- и звукоизолационни плочи от рециклирани отпадъци от минерална вата и намира приложение в строителството за направата на топлоизолация и звукоизолация на ограждащи елементи на сгради (стени, покриви, подове), при изпълнение на системи за сухо строителство, както и за топлоизолация на съоръжения със специален топлинен режим (тръбопроводи, хладилни камери и складове и др.п.).
Предшестващо състояние на техниката
Нарастващите изисквания за енергийна ефективност на сградите налагат използването на все повече топлоизолационни продукти, тъй като топлоизолацията на сградната обвивка е основният начин за намаляване на загубите на топлина през зимата и прегряването през лятото, т.е. на пилеенето на енергия, която използваме за отопление или охлаждане.
При избора на един или друг тип топлоизолационен материал за строителни цели, трябва да се имат предвид редица изисквания, свързани с изпълнението на основните изисквания към строежите, съгласно Регламент ЕС 305/2011 и на други нормативни актове, като Закона за устройство на територията и подзаконовите му наредби. Много често изборът на топлоизолационен материал се свежда до оптимизационна задача, по отношение на ефективността на топлоизолацията, безопасността при експлоатация, технологията на монтаж и др.п., тъй като тези изисквания не могат да бъдат изпълнени едновременно в максимална степен. Към тези строително-технически критерии следва да се прибавят и икономическите параметри, както и екологичните характеристики на продукта.
Определящи за топлоизолационния материал са топлофизичните му свойства. В твърди и непрозрачни тела (материали), механизмът на пренасяне на топлина се извършва посредством топлопроводност. Тя се обуславя от редица фактори, сред които са съставът и структурата на веществата (материалите). Основен параметър, който описва процеса на топлопроводност в стационарен режим, е коефициентът на топлопроводност ламбда (λ, W/m.K). Материалите, характеризиращи се с нисък коефициент на топлопроводност имат по-голямо съпротивление на топлопреминаване, с което се осигурява забавяне на процеса на топлопреминаване. В зависимост от коефициента на топлопроводност, топлоизолационните материали се разделят на високоефективни (λ < 0,06 W/m.K), средноефективни (λ < 0,12 W/m.K) и слабоефективни (λ < 0,18 W/m.K). Колкото по-нискоефективен е един материал, толкова по-дебел трябва да е топлоизолационният слой, за да има топлоизолацията едно и също топлинно съпротивление. Следователно, по-голям интерес представляват именно високоефективните топлоизолационни материали.
Паропроницаемостта на топлоизолацията е предопределяща за приложението й. Показател за паропроницаемостта е числото на дифузионно съпротивление на водните пари (μ). То представлява паропроницаемостта на материал с дебелина 1 m, отнесена към тази на въздух със същата дебелина. Колкото по-малко е μ, толкова по-паропропусклива е топлоизолацията.
Обемната плътност на високо- и средноефективните топлоизолационни материали може да варира в много големи граници - от 10 до 350 kg/m3. По-тежките материали имат по-голям коефициент на топлопроводност и изискват по-големи дебелини за постигане на дадена топлоизолация. Това предполага утежняване на фасадите и/или специални системи за монтиране (например дюбелиране, специални рамки и др.п.).
Формоустойчивостта е съществено изискване за топлоизолационните материали - ако те са много деформируеми, това може да доведе до тяхното уплътняване под действие на външно натоварване, с което се повишава и коефициентът на топлопроводност. От друга страна, деформируемостта може да е причина за свличане на топлоизолацията и компрометиране на изолацията в определени участъци. Когато топлоизолацията е предназначена да поеме натоварване от други слоеве (например мазилка), тя трябва да има определена устойчивост на деформиране, за да не се предизвикат деформации и напукване на тези слоеве. В зависимост от големината на деформациите, предизвикани при напрежение 2кРа, топлоизолационните материали се подразделят на:
- твърди - деформация < 6%;
- полутвърди - деформация от 6 до 30% и
- меки - деформация > 30% [1].
Друга класификация на деформируемостта може да бъде напрежението σιο, което предизвиква 10% деформация при натиск [2].
Основен показател за оценяване на степента и приноса за разпространяване на пожара и за класифициране на строителните продукти е класът по реакция на огън (по БДС EN 13501-1), който се определя въз основа на резултати от изпитване. Класът по реакция на огън на минералните вати е обикновено А1 (негорими продукти, които нямат принос за развитието на неконтролирано горене).
Разработват се все по-нови топлоизолационни материали, а промишлеността за тяхното производство се развива интензивно. Най-използваните високоефективни топлоизолационни материали са минералната вата и пенопластите (пенополистирен - експандиран EPS и екструдиран XPS, пенополиуретан и др.). У нас малко се използват топлоизолациите от естествени влакна (вълна, технически коноп, лен, целулоза). Основните предимства на топлоизолационните материали с влакнеста структура са способността да се адаптират към формата, която изолират и тяхната паропропускливост, с което се осигурява извеждането на водните пари, т.е. стената/покривът може да „диша”.
Минералната вата е сред най-прилаганите изолационни материали - има 60% пазарен дял в световен мащаб [3], тъй като се употребява както за топло- и звукоизолация, така и за противопожарна защита. Основните видове минерална вата са каменната, шлаковата и стъклена вата.
Стъклената и каменната вата имат различен произход и химичен състав [4]. Каменната вата може да бъде на базата на мергели (мергелна вата), базалт (базалтова вата) и др. Шлаковата вата се добива от шлаката от доменните пещи при производството на метали и нейният състав може да се изменя в широки граници. Химичният състав на стъклената вата също е различен и може да варира в определени граници 4
[5]. Основният компонент в каменната и стъклената вата е S1O2, но стъклената вата съдържа по-голямо количество S1O2 и №гО. като последният оксид в някои случаи достига 16% по маса, а по-малко СаО и AI2O3, докато каменната вата съдържа повече оксиди на алкалоземните метали, а железните оксиди (РегОз) й придават по-тъмен цвят и по-висока устойчивост на топлина [5,6]. Типичен състав на стъклена и каменна вата е даден в таблица 1.
Таблица 1. Химичен състав на минералната вата съгласно [5].
| Вид вата | Химичен състав, % тегловни | |||||||||||
| AliOs | ΤίΟι | FsbOs | FeO | MnO | CaO | MgO | B?Q | NajO | KjO | В,Оз | ||
| Стопена еага | 56,85 | 3,47 | ¢,12 | 0,57 | ο,ιθ | 0,56 | 12,61 | 3,61 | 1,49 | 12,86 | 1,36 | E.DO |
| Каменна вата | 46,43 | 11,42 | 1.47 | 4,41 | 4,72 | 0,25 | 17,80 | 9,24 | 0.11 | 3,07 | 1,01 | O.DO |
Ватите могат да бъдат меки, под формата на рула и дюшеци, полутвърди и твърди, под формата на плочи. Твърдите плочи се отличават с добра формоустойчивост и могат да бъдат прилагани за подова, стенна и покривна топлоизолация, включително при единичен използваем покрив. Меките вати са подходящи за монтаж под двоен покрив, при единичен покрив, но в рамкова конструкция, за да се избегне натоварването им, за топлоизолиране на тръби, въздуховоди и др. Полутвърдите плочи заемат междинно място като свойства и приложение.
За ватите е характерно голямо многообразие в обемната плътност, което рефлектира в техните топлофизични и механични свойства - таблица 2. При рехава структура на ватите с ниска обемна плътност е възможно топлопреминаването да се извършва и чрез конвекция, освен чрез топлопредаване, затова коефициентът на топлопроводност, определен като интегрална характеристика, може да е по-висок, отколкото при ватите с малко по-висока плътност. Минералните вати могат да бъдат едностранно или двустранно каширани с битумни мушами, алуминиево или полимерно фолио.
Таблица 2. Свойства на минералната вата, в зависимост от състава и обемната плътност [1, 7].
BG 4718 UI
| Вид минерална вата | Каменна | Стъклена | ||
| Характеристики a зависимост ст деформируемосгтз | Обемна плътност^ ьа/3__________ | Коефициент ИЗ тогклопроводнесь ш/тЖ | Обемна плътност, ке/та | Коефициент на тсплспроапднпст, W/m.K |
| меки | 28·40 | 0,039-0,042 | 10-12 | 0,040 0,045 |
| полутвърди | 50·90 | 0,035-0,038 | 13-25 | 0,034-0,039 |
| твърди | 9D-2DD | 0,038-0,045 |
Много често топлоизолационните материали изпълняват и звукоизолационни функции и в този контекст обемните вати превъзхождат пенопластите. Характерно за звукоизолационните материали е способността им за поглъщане на звуковите вълни. Колкото обемната плътност е по-малка, а относителният дял на откритите пори на материала е по-висок, толкова по-голяма е неговата звукопоглъщаща способност [1]. Звукопоглъщането се характеризира с коефициент на звукопоглъщане ,,Ow” [8]. В зависимост от стойността на “aw” се определя и ефективността на звукопоглъщащите материали - таблица 3.
Таблица 3. Класификация на материалите по звукопоглъщаща способност [8].
| Класове па внука поглъщане | <Xw |
| А | 0,90; 0,95; 1,00 |
| В | Ο,ΒΟ; 0,Я5 |
| С | 0,60; 0,65; 0,70; 0,75 |
| D | 0,30; 0,35; 0,40; 0,45; 0,50; 0,55 |
| Е | 0Д5; 0,20; 0,15 |
| Н екла си фи ци ра н и | 0,10; 0,05; 0,00 |
BG 4718 UI
Продуктите от минерална вата принадлежат към ефективните звукоизолационни материали, тъй като за плочи с дебелина 50 mm е отчетено aw=0,95 [8, 9], което ги причислява към клас по звукопоглъщане А.
Друг често използван показател за оценка на звукоизолационната способност е определянето на звукоизолацията (в dB) на ограждащ елемент (например, стена) при определени честоти на шума, като така се отчита съвместната работа на минералната вата с останалите слоеве от системата. Например, стена от вътрешен и външен слой от гипсокартон и среден слой от минерална вата има звукоизолация от около 4550 dB в честотния диапазон 500^8()()() Hz [10].
Производството на минерални вати, обаче, има значителен екологичен отпечатък, главно поради необходимостта от значително количество енергия, но и поради третирането на ватите с лепилни състави и, понякога, с добавки за хидрофобизиране. Най-общо производственият процес може да бъде представен така:
- Стъклената вата се произвежда от естествен кварцов пясък, към който се добавят рециклирано стъкло и топители. Материалът се разтапя при 1100°С в електрическа пещ. Фибрите се образуват чрез центрофугиране през въртящи се дискове. Прибавят се лепилни вещества и други (напр. импрегнатори), след което ватата се пресова до определена плътност. Изрязва се до желан размер и накрая се пакетира.
- При каменната вата суровинният материал е базалт/мергел или шлака, към който се прибавят топители и кокс. Сместа се разтапя при 1400°С. Ватата се фибрализира чрез изливане върху високоскоростни ротори. Част от фибрите се „дефибрират“ по време на процеса във формата на малки каменни възелчета. Прибавят се лепилни вещества и други (напр. импрегнатори), след което ватата се пресова до определена плътност. Изрязва се до желан размер и накрая се пакетира [11].
Производството на минерална вата води до образуването на известно количество производствени отпадъци, от които обикновено само 10% могат да се влагат повторно за производството на продукти от минерална вата. По-голямата част се насочват към депониране или при производството на брикети [12]. Много по-голям е проблемът с отпадъците от минерална вата, които се генерират от сектор строителство и от други индустрии. Изследвания в непатентната литература сочат, че в световен мащаб се генерират около 2,54 млн. тона строителни отпадъци от минерална вата (COMB) годишно [13], а само в страните от ЕС все още предимно се депонират около 800 000 тона COMB от стъклени влакна [4]. Очаква се строителните отпадъци от каменна вата да достигнат 2,82 млн. тона през 2030 г. [13]. Въвеждането на кръгова икономика в строителството изисква оползотворяване на COMB, тъй като производството на минерална вата е ресурсоемко и енергоемко, като се ползват невъзобновяеми източници, а от друга страна, поради ниската си обемна плътност, COMB изискват голямо пространство за съхранение, като заемат значително място в депата за неопасни отпадъци.
В България няма статистически данни за количествата и видовете отпадъци от минерална вата. У нас едва отскоро се възобнови производството на каменна вата, а производство на стъклена вата няма от повече от 30 години. Ако се предположи, че COMB се генерират с интензивност, подобна на тази в страните от ЕС, количеството им е около 34 000 тона/година, а разпределението между COMB от стъклена и каменна вата е 1:3. При това, в страната няма въведени практики по оползотворяване на COMB.
В света съществуват множество изследвания, свързани с оползотворяването на отпадъци от минерална вата. Малка част от тях са намерили индустриално приложение и това са предимно т.нар. „preconsumer waste (преди продуктът да бъде използван), а делът на оползотворяване на COMB остава сравнително нисък. Основните направления, в които се работи са систематизирани по-долу. Анализирани са в контекста на йерархията на управление на отпадъците, оценката на жизнения цикъл (екологичния отпечатък) на продуктите с рециклирано съдържание и възможностите им за приложение в България:
1) Подготовка за повторна употреба. Съгласно йерархията на управление на отпадъците [14], найвисок приоритет сред дейностите по управление на отпадъците следва да се дава на подготовката за повторна употреба. Някои от приложенията на минералната вата позволяват демонтаж и запазване на характеристиките на продуктите, например плочи и рула, които са монтирани в скара, изолация на тръбопроводи с кори, които са пристегнати със скоби и др.п. Биха могли да се прилагат сравнително опростени методи за подготовка за повторна употреба, включващи изрязване на повредени участъци и определяне на базови експлоатационни показатели, като обемна плътност като ориентир за останалите важни експлоатационни свойства, например коефициент на топлопроводност, деформируемост/якост или звукоизолационна способност. Недостатък на този подход е, че демонтираните COMB рядко могат да бъдат използвани на същия строеж. Обикновено от даден строеж се формират сравнително малки количества, годни за повторна употреба, което не позволява оформянето им в по-големи партиди по подобие на новите продукти, а малките партиди затрудняват/оскъпяват охарактеризирането, 7 документацията и пласмента. Самата подготовка за повторна употреба води, от една страна, до промени в стандартните размери на продуктите, а от друга - до генерирането на отпадъци. У нас проблемът се усложнява от липсата на техническа документация, регламентираща влагането в строежите на строителни продукти от COMB, преминали през подготовка за повторна употреба. Следователно, този подход засега е неприложим.
2) Производството на минерална вата от стопилки, използващи минерална вата като суровина. На теория, рециклирането на минералната вата за същите цели като първоначалния продукт, което да се извършва от производителите на минерална вата, е възможно. На практика се рециклират само производствени отпадъци от минерална вата, т.е. така наречените pre-consumer waste (преди да бъде използван продукта), защото е необходимо да се познава състава на отпадъците, за да може производственият процес на новата вата да бъде контролиран адекватно. COMB, обаче, представляват post-consumer отпадъци (след като продуктът бъде използван), с разнороден произход и с опасност от наличие на примеси (остатъци от лепила и разтвори), чието отстраняване оскъпява производствения процес и поставя редица технологични предизвикателства. Друг недостатък на този тип рециклиране на отпадъци от минерална вата е високата енергоемкост, тъй като е необходимо отпадъците от минерална вата да се стопят (при около 1000°С за стъклена вата, 700°С за мергелна вата, до 1200°C за базалтова вата), за да бъдат изтеглени нови влакна. У нас проблемът се усложнява и от факта, че старата вата българско производство е мергелна, докато новият завод произвежда базалтова вата, а вече няма производство на стъклена вата. Следователно, този подход е неприложим.
3) Производство на други топлоизолационни материали, използващи отпадъци от минерална вата като суровина и/или модификатор. Отпадъците от стъклени влакна се използват като модификатор при производството на пеностъкло - влагане до 40% и нагряване (синтероване) при 800°C води до пеностъкло с равномерна структура и ниска обемна плътност (около 0,7 g/cm3), което го прави добър топлоизолационен материал [15]. Подобно приложение на строителни отпадъци от стъклена вата е при производство на керамична пяна [16]. Най-добри характеристики на керамичната пяна (плътност от 0,71 g/cm3) се получават при влагането на 40 % отпадъци от стъклени влакна и синтероване при 1170°C. Недостатък на този подход е, че само част от отпадъците от минерална вата могат да бъдат оползотворени, като се изисква предварително сортиране и почистване от замърсявания, а самите процеси на рециклиране са високоенергоемки. У нас няма производство на пеностъкло и/или керамична пяна, следователно този подход е неприложим.
4) Производство на керамика, с използване на отпадъци от минерална вата като суровина и/или модификатор. Има редица изследвания относно възможността за употреба на 10% до 40% отпадъци от стъклена вата като топител (флюсиращ агент) при производството на керамика на основата на каолинитова глина и промишлени отпадъци като кварц-фелдшпатов пясък и медна шлака. Добавянето на стъклена вата към глинената шихта повлиява положително якостта на натиск, намалява водопоглъщането на съставите, понижава температурата на синтероване [4, 6, 17]. Недостатък на този подход е, че само част от отпадъци от минерална вата могат да бъдат оползотворени, като се изисква предварително сортиране и почистване от замърсявания, предварително смилане на отпадъци от минерална вата до прахова фракция, а самите процеси на рециклиране са високоенергоемки.
5) Производство на циментови композити. Понастоящем циментовите композити са основното направление за оползотворяване отпадъци от минерална вата [18]. Отпадъците от минерална вата се рециклират като инертни пълнители [19], влакнеста армировка [20] или пуцоланова добавка [21], като отпадъци от стъклени влакна се рециклират като рециклирани стъклени ултрафини частици, а тези от каменна вата - като рециклирани минерални влакна. При влагането им в количества съответно 3% и 0,5% се постига увеличаване на якостта на огъване и, в по-малка степен, якостта на опън. Добавянето на рециклирани влакна от отпадъци от минерална вата води до подобряване на механичното и термичното поведение след пожар, предотвратявайки експлозивното поведение на разтворите. Недостатък е понижението на якостта на натиск и на модула на еластичност, поради увеличаване на порьозността на композитния материал. Когато този проблем не е от съществено значение (например, при някои разтвори) е допустимо влагането и на по-големи количества влакна [19]. Недостатък е и рискът от поява на алкална реакция [22], която води до образуването на набъбващ хигроскопичен гел, предизвикващ напукване и други отрицателни ефекти върху свойствата на бетона (понижение на якостно-деформационните свойства). Причината за ограниченото приложение на отпадъци от минерална вата в тези композити са технологични затруднения, свързани с недобро хомогенизиране на смесите и разпределение на влакната в обема, предизвикващи дефекти в структурата. Различията в свойствата и състава на отпадъци от минерална вата също усложняват процеса и ограничават степента на оползотворяване на COMB в тези композити.
6) Производство на дървесно-полимерни композити. Като влакнеста армировка в дървеснополимерни композити, в количества 20% > 40% от масата на композита могат да се използват и рециклирани влакна от каменна вата, което води до подобрени свойства на композита (повишена влагоустойчивост), подобно на ефекта от традиционните стъклени влакна, които се използват [5]. Установено е, че ако се подобри междинната адхезия между влакната от минерална вата и полипропиленова матрица, много от механичните свойства също могат да бъдат подобрени. Основният недостатък на този подход е, че за да се избегне проблема с нехомогенния състав на отпадъците от минерална вата и възможността за попадане на примеси в тях, се използват само т.нар. 'pre-consumer waste', т.е. производствени отпадъци при получаването на продукти от минерална вата, а не COMB, които са преобладаващите отпадъци от минерална вата.
7) Производство на алкало-активирани материали. Отпадъци от минерална вата могат да се използват като суровини за алкало-активирани материали (ААМ) - тип геополимери [18]. Геополимерите се прокламират като алтернива на портландцимента поради ниския им въглероден отпечатък. След цялостен анализ на въздействията по време на жизнения цикъл на геополимерите е установено, че те имат много по-високи стойности на други екологични индикатори, поради използването на алкален активатор [23]. Химичните реакции са трудни за управление и често свойствата на геополимерите не са удовлетворителни, например, имат повишено съсъхване. Тези недостатъци се увеличават с употребата на суровини от COMB, което изисква и специални технологии за тяхното сортиране [24].
В заключение, не е известен топлоизолационен продукт на основата на механично рециклирани влакна от минерална вата, който да бъде използван за същите цели, за които са се използвали първичните продукти от минерална вата, превърнали се в отпадъци.
Известен е патент с номер BG 66775 за нетъкан текстилен топлоизолационен продукт, който се използва в строителството за вътрешна топлоизолация, под формата на рула, т.е. мека топлоизолация. При него регенерирани текстилни влакна се смесват с бикомпонентни влакна и в структурата влакната са разположени хоризонтално или вълнообразно в няколко тънки слоя или хаотично. За този продукт има издадено (от Научноизследователския институт по строителни материали) и Българско техническо одобрение № 43-01/01.03.2018 г. за топлоизолационни продукти от рециклирани текстилни отпадъци „ТИПРОТ“. Не е въведен, обаче, в редовно производство. Недостатък на този продукт е неговата уязвимост на водни пари - при поява на влажност, по-висока от равновесната при нормални условия на експлоатация (60±5%) следва да се осигурят условия за изсъхване на ТИПРОТ, за да се предотврати образуването на плесенни гъби в него. Този проблем се преодолява посредством третиране с антимикробни (биоциди) препарати, например кватернизирани амониеви соли, за унищожаване на плесените, но така се влошава значително екологичният отпечатък на този продукт. При всеки случай, този продукт е подходящ само за вътрешна топлоизолация. Много съществен проблем е и ниският клас по реакция на огън - при нетретираните с антипирени ТИПРОТ, те се класифицират като клас F (за горими продукти без определени характеристики за реакция на огън), а при третиране с антипирени, например на основата на цикличен олигомер фосфонат (до 15% по маса), ТИПРОТ могат да бъдат класифицирани като клас С (трудногорими продукти с ограничен принос за неконтролирано горене). Третирането с антипирени допълнително влошава екологичния отпечатък на продукта.
Известен е патент с номер RU 94041684 (А), като изобретението се отнася до слой от нетъкан текстил, състоящ се главно от къси полиолефинови влакна с дължина 40-100 mm, произволно ориентирани в равнината на слоя, с якост на опън най-малко 1,2 GPa и модул на еластичност най-малко 40 GPa. Изобретението също така се отнася до метод за производство на такъв нетъкан текстил и слоести структури, които използват нетъкан текстил. Ламинираните структури, включително слоят от нетъкания текстил, подобряват специфичното поглъщане на енергията на удара на балистични снаряди. Предназначението на този материал не е за направата на топло- и звукоизолации за строителни цели, не са декларирани неговите строително-технически свойства.
Известен е патент с номер ЕР 0736723 В1 за производство на топлоизолация на база синтетични влакнести материали, с топлопроводимост не повече от 0,04 W/m.K, определена в съответствие с DIN 4108, част 1, и огнеустойчивост клас В1, определена в съответствие с DIN 4102 част 1. Този материал е изцяло от синтетични носещи и свързващи влакна. Свързващите влакна се състоят, изцяло или повърхностно, от полиестер с точка на топене, която е по-ниска от тази на носещите влакна. Като свързващо влакно може да се използва и бикомпонентно влакно. Топлоизолацията се характеризира с това, че: а) като свързващо влакно се използва двукомпонентно влакно, а поне един от двата влакнести елемента (носещи или свързващи влакна), може да се състои от влакнести остатъци, които са подготвени за тази употреба чрез процес на разкъсване или комбиниран процес на рязане и разкъсване; б) дебелината на тази топлоизолация 10 на руло е между 30 и 200 mm, в) основното тегло на топлоизолацията е между 400 и 3000 g/m2; г) плътността на тази топлоизолация е между 15 и 50 kg/m3; д) най-малко един от двата влакнести елемента е произведен от високополимерен материал, като се използва процес на предене на стопилка, като високополимерният изходен материал е направен от остатъци от производство на влакна и/или получени от влакна, които вече са изпредени; е) поне едната страна на топлоизолацията е снабдена с ламиниране от същия клас вещества, от които са направени носещите и свързващите влакна. Този продукт е изцяло на базата на синтетични влакна и не включва приложение на рециклирани влакна от минерална вата.
Известен е патент с номер ЕР 0585626 А1, като изобретението представлява устойчив на горене, лесен за обработка мат от минерални влакна, с едно- или двустранно ламиниране от предварително консолидиран нетъкан текстил от синтетични влакна. Матът от минерални влакна е свързан към нетъкания текстил от синтетични влакна чрез адхезивен препарат със съдържание от 20-60% (по маса) на органичен забавител на горенето, съдържащ азот и фосфор, като адхезивният препарат е в количество от 3 до 30 g/m2 и от всяка страна има мат от минерални влакна. Освен това е описан метод с предимство за производство на тази ламинирана постелка от минерални влакна - матът от минерални влакна е предварително втвърден с термореактивна смола, с едно- или двустранно ламиниране от нетъкан текстил от синтетични влакна, като нетъканият текстил от синтетични влакна е предварително втвърден без свързващи вещества и има основно тегло от 10 до 100 g/m2; нетъканият текстил от синтетични влакна се състои от непрекъснати влакна от полиестер или полиетилен терефталат; нетъкания текстил от синтетични влакна се състоят от модифициран полиестер със забавяне на горенето; забавящият горенето полиестер съдържа кондензирана хидроксиалканфосфонова киселина; термореактивната смола е епоксидна или карбамидна или меламинова или фенолна смола; адхезивният препарат съдържа термореактивна фенолна смола като адхезивен компонент; адхезивният препарат съдържа винилов естер на алканкарбоксилна киселина с 1 до 5 въглеродни атома, за предпочитане с 2 до 3 въглеродни атома, като адхезивен компонент; адхезивният препарат като адхезивен компонент е хомополимер на винилацетат или съполимер на винилацетат и дибутилмалеат; адхезивният препарат съдържа азотсъдържаща фосфонова киселина или производно на фосфорна киселина като компоненти, забавящи горенето; матът от минерални влакна, импрегниран с термореактивен прекондензат, се свързва от едната или двете страни с предварително втвърден нетъкан текстил от синтетични влакна, като разтворът се нанася върху контактните повърхности на двата материала, преди нетъканият текстил да се комбинира с мат от минерални влакна, се нанася лепилен препарат със съдържание на 20-60% тегловни органичен забавител на горенето, съдържащ азот и фосфор, и за фиксиране на адхезивния препарат и в същото време втвърдяване на термореактивната смола под налягане, което осигурява перфектен повърхностен контакт на мата от минерални влакна и нетъкания текстил от синтетични влакна, преминава се през нагревателна зона, каландрира се, ако е необходимо и след това се навива. Предназначението на този материал не е за направата на топло- и звукоизолации за строителни цели, не са декларирани неговите строително-технически свойства. Съдържанието в него на органичните компоненти е твърде високо, което предполага сравнително висок екологичен отпечатък, още повече, че материалното оползотворяване на този материал в края на жизнения му цикъл е затруднено.
Известен е патент с номер US 20150054194 A1, при който е разкрит метод за производство на продукт от нетъкан композитен материал с различна твърдост, като композитният продукт се състои най малко от твърд слой с дебелина между 2-7 mm и тегло между 600-1200 g/m2, и от мек слой с дебелина между 15-40 mm и тегло между 600-1200 g/m2. Производственият метод основно включва: а) залепване на поне един първи нетъкан материал, който трябва да бъде предварително оформен в твърд слой, и втори нетъкан материал, който трябва да бъде предварително оформен в мек слой, за да стане междинен продукт, б) подаване на междинния продукт в пещ за печене при постоянна температура, за да се нагрее при температура на нагряване от 180±20°С за период от повече от най-малко 200 секунди (включително), така че контактните повърхности на двата слоя се свързват чрез горещо топене; в) подаване във форма с различни дебелини на материала за еднократно формоване чрез горещо пресоване, така че да се получи продукт от нетъкан композитен слой, съдържащ твърд слой и мек слой с необходимите свойства. Предназначението на този материал не е за направата на топло- и звукоизолации за строителни цели, не са декларирани неговите строително-технически свойства. Съдържанието в него на органичните компоненти е твърде високо, което предполага сравнително висок екологичен отпечатък, още повече, че материалното оползотворяване на този материал в края на жизнения му цикъл е затруднено.
Въз основа на анализ на известната ни патентна и непатентна литература, може да се направи извод, че проблемът с оползотворяването на отпадъци от минерална вата е решен само частично, като основните недостатъци на предлаганите решения са свързани с невъзможността да се оползотворяват всички такива отпадъци, особено строителните (COMB), с необходимостта да се контролира химичния и минерален състав, с приложението на високоенергоемки технологии и/или технологии с повишени други екологични въздействия.
Техническа същност на полезния модел
Задача на полезния модел е да се създаде изолационен продукт на базата на рециклирани отпадъци от минерална вата, притежаващ добри строително-технически свойства, близки до тези на оригиналните строителни изолационни продукти, със сходно на тях приложение, който да бъде отново рециклируем в края на жизнения цикъл и да има широко приложение, като технологията за рециклиране да се състои от нискоенергоемки операции и да позволява в максимална степен да се оползотворят разнородни по вид и състав отпадъци от минерална вата.
Техническата същност на полезния модел се състои в създаване на високоефективни полутвърди топло- и звукоизолационни плочи от рециклирани отпадъци от минерална вата за приложение в строителството при ограждащи елементи на сгради (стени, покриви, подове), при изпълнение на системи за сухо строителство, както и за топлоизолация на съоръжения със специален топлинен режим (тръбопроводи, хладилни камери и складове и др.п.). Технологичната последователност за производството на топло- и звукоизолационни плочи от рециклирани отпадъци от минерална вата е схематично изобразена на фиг. 1.
Съгласно полезния модел, плочите могат да се състоят от един обемен влакнест слой, в който рециклирани влакна от минерална вата са адхезивно свързани чрез нискотопими бикомпонентни влакна.
Структурата на плочите е от снопчета от влакна от механично рециклирана минерална вата с дължина между 5 и 20 mm и нискотопими бикомпонентни влакна, които след термична обработка създават свързаност между снопчетата в единна влакнеста маса - фиг. 2. Съставът е от 80 до 90% тегловни рециклирани влакна от минерална вата и 10 до 20% тегловни нискотопими влакна. Рециклираните влакна от минерална вата могат да са от стъклена или от каменна вата или от смеси в произволно съотношение. Плочите могат да бъдат каширани едностранно или двустранно с иглонабит геотекстил с площна маса 10(Е200 g/m2 - фиг. 2 и тогава плочите са респективно дву- или трислойни. Каширането се осъществява едновременно с изготвянето на плочите и залепването на геотекстила се дължи на нискотопимите влакна във влакнестата маса. Лабораторни образци на некаширани топло- и звукоизолационни плочи от рециклирани отпадъци от минерална вата са изобразени на фиг. 3, а прототипи на двустранно каширани топло- и звукоизолационни плочи от рециклирани отпадъци от минерална вата на фиг. 4. Дебелината на плочите варира от 3 до 10 cm. Желаната обемна плътност на плочите се постига чрез определена степен на пресоване на влакнестата маса и може да варира между 60 и 100 kg/m3. Топло- и звукоизолационни плочи от рециклирани отпадъци от минерална вата са високоефективен топлоизолационен материал, с коефициент на топлопроводност в границите от 0,035 до 0,039 W/m.K и при дебелина от 5 cm осигуряват топлинно съпротивление в диапазона (1,28^1,43) m2.K/W. Плочите от рециклирани отпадъци от минерална вата имат число на дифузионно съпротивление на водните пари от порядъка на 3 до 5, с което осигуряват „дишащата способност” на ограждащите конструкции. Плочите се характеризират като полутвърди напрежението на натиск при 10% деформация σιο е от порядъка (0,25^0,38) kPa. Плочите са и високоефективен звукоизолационен материал. Плочите абсорбират шум от порядъка на aw=(0,90^0,95) (EN ISO 354). При монтиране на звукоизолационни плочи от рециклирани отпадъци от минерална вата с дебелина 5 cm като на междинен слой в стена от 2 слоя гипсокартон с дебелина 12,5 mm се постига шумоизолация от въздушен шум (БДС EN ISO 16283) от порядъка на 40-45 dB в честотния диапазон 8008000 Hz. Поведението при различните честоти е подобно на това на стандартна плоча от каменна вата със същата обемна плътност, като звукоизолационната способност на плочата от рециклирани отпадъци от минерална вата е по-ниска само с около 5-10 d - фиг. 5.
Голямото предимство на топло- и звукоизолационни плочи от рециклирани отпадъци от минерална вата е, че за суровина могат да се използват различни видове минераловатни изделия или производствени отпадъци, без необходимост от предварителното им сортиране по вид на влакната (стъклена вата, каменна вата) и по плътност на минералната вата (мека, твърда, полутвърда) или по вид на строителните продукти (рула, плочи, кори на тръби и др.). Не е необходимо оплетката върху отпадъци от стъклени въжета (използвани за изолация на тръбопроводи) да бъде отстранявана. Не е необходимо да бъде запазвана геометричната цялост на отпадъците от минерална вата. Могат да бъдат рециклирани и отделни парчета такива отпадъци, така че да се оползотворят. Не се използва друго слепващо вещество, освен нискотопими влакна, нито други продукти за третиране (антипирени, биоциди, импрегнатори, хидрофобизатори). Топло- и звукоизолационните плочи от рециклирани отпадъци от минерална вата са много по -малко енергоемки и ресурсоемки от конвенционалните продукти за топло- и звукоизолация.
Плочите имат стабилна структура, като кашираните плочи дават възможност за приложение и върху наклонени (вкл. вертикални) повърхности. Приложението им в строителството не се отличава от това на конвенционалните продукти от минерална вата.
За разлика от конвенционалните минераловатни изделия, топло- и звукоизолационните плочи от рециклирани отпадъци от минерална вата могат да се произвеждат и децентрализирано, при малки транспортни разстояния между площадката на генериране на отпадъците от минерална вата и площадката на рециклирането на тези отпадъци. Оборудването е конвенционално.
Така, топло- и звукоизолационни плочи от рециклирани отпадъци от минерална вата имат сходни строително-технически свойства като конвенционалните плочи от стъклена или каменна вата и могат да бъдат използвани за същите приложения: за направата на топлоизолация и звукоизолация на ограждащи елементи на сгради (стени, покриви, подове), при изпълнение на системи за сухо строителство, както и за топлоизолация на съоръжения със специален топлинен режим (тръбопроводи, хладилни камери и складове и др.п.), но се отличават с много по-нисък екологичен отпечатък.
Пояснение на приложените фигури
Фигура 1. Технологичната последователност за производството на топло- и звукоизолационни плочи от рециклирани отпадъци от минерална вата.
Фигура 2. Схема на компонентите на топло- и звукоизолационни плочи от рециклирани отпадъци от минерална вата: а) при некаширана плоча, б) при едностранно каширана плоча с геотекстил, в) при двустранно каширана плоча.
- Позиция 1: Снопчета от влакна от механично рециклирана минерална вата;
- Позиция 2: Нискотопими бикомпонентни влакна от полиестер/полиетилен или полиестер/полипропилен с линейна плътност 3,5-17 дтекс и дължина на влакната 30-60 mm;
- Позиция 3: Полиестерен или полиетиленов нетъкан геотекстил с площна маса 100^200 g/m2.
Ф игура 3. Пробни образци на некаширани топло- и звукоизолационни плочи от рециклирани отпадъци от минерална вата.
Фигура 4. Прототипи на двустранно каширани топло- и звукоизолационни плочи от рециклирани отпадъци от минерална вата: а) плоча от 90% тегловни снопчета от влакна от механично рециклирана каменна минерална вата с дължина на влакната 15 mm и 10% тегловни нискотопими бикомпонентни влакна от полиестер/полиетилен с линейна плътност 3,5-17 дтекс и дължина на влакната 30-60 mm, двустранно каширана с полиестерен геотекстил с площна маса 150 g/m2, б) плоча от 90% тегловни от влакна от механично рециклирана каменна минерална вата с дължина на влакната 5 mm в количество и 10% тегловни нискотопими бикомпонентни влакна от полиестер/полиетилен с линейна плътност 3,5-17 дтекс и дължина на влакната 30-60 mm, двустранно каширана с полиестерен геотекстил с площна маса 200 g/m2.
Фигура 5. Сравнение на звукоизолационната способност на топло - и звукоизолационни плочи от рециклирани отпадъци от минерална вата с тази на плоча от конвенционална каменна вата, като междинен слой в стени от гипсокартон с дебелина 12,5 mm.
Примери за изпълнение на полезния модел
Примерната технология за получаване на топло- и звукоизолационните плочи от рециклирани отпадъци от минерална вата включва: предварителна обработка на отпадъците от минерална вата почистване от примеси, ако е необходимо и шредиране до снопчета с желания размер (от 5 до 20 mm); дозиране на двата компонента на влакнестата маса - снопчета от рециклирани влакна (от 80 до 90 % тегл.) и нискотопими бикомпонентни влакна (от 10 до 20 % тегл.) от полиестер/полиетилен или полиестер/полипропилен с линейна плътност 3,5-17 дтекс и дължина на влакната 30-60 mm; смесване; каширане (ако се прилага, едностранно или двустранно) и формоване; изпичане, темпериране до стайна температура и освобождаване от формите.
Нарязването на отпадъците от минералната вата (раздробяването) може да се осъществи с чукова мелница или шредер. Праховата фракция може да се елиминира с вибропресоване върху сито с отвор 1 mm. Раздробяването и смесването с нискотопимите влакна се осъществява посредством пропорционално дозиране в чуковата мелница. Получената влакнеста смес е готова за последващо полагане в кофражните форми. Дозирането на влакнестата маса е тегловно, така че да се постигне целевата обемна плътност при определена дебелина на плочите. При едностранно каширане с геотекстил (с площна маса между 100 и 200 kg/m2), той се полага като първи пласт, преди влакнестата маса, а при двустранно каширане - като първи и последен пласт. Дебелината на плочите е в диапазона 30 + 100 mm. Плочите се полагат в кофражни форми с желания размер в план. Върху горната повърхност се упражнява налягане, което да осигури желаната обемна плътност на плочата. За контролиране на дебелината на плочите се поставят ограничители в кофража. Така приготвеният ансамбъл се поставя във вентилируема сушилня при температура над температурата на частично стапяне на нискотопимите влакна и се изпича в продължение на определено време (например, 2 h при 140°C). При тази топлинна обработка нискотопимите влакна се стапят и осъществяват свързване както между снопчетата от минерална вата, така между влакнестата маса и геотекстила, ако е приложено каширане. Освобождаването на плочите става след изстиването им до стайна температура.
Предлаганият полезен модел се илюстрира със следните примери, които не го ограничават. Обобщено описание на примерите с граници на изменение на основните параметри е представено в таблица 4.
Таблица 4. Граници на изменение на основните параметри за илюстриране на примерите.
| Съдъртиьм ткксггопими влакна | Вил на рздклирамк enjuta | дължина влакна а paiitiKriripa миге снбпчйта | ВнА МШЦМНИ | ||||
| № | % тегловни | Dr стъкле нл вата | От намелч вада | □т смес на стъклена н каменна а ата в съ0Т№иен№ 1:1 | mm | Плсиднв маса ш гаопнстши lOD glm1 | Площна маса н* гетлмктмм |
| Пантев I | 20% | - | + | - | 20 | — | |
| Пантев 2 | 15% | - | + | - | 20 | - | |
| Пантев 3 | 10% | - | + | - | 20 | — | |
| Пантев 4 | 10% | - | 5 | - | - | ||
| ГХншерЗ | 10% | - | +· | - | 5 | - | - |
| Пример 6 | 10% | - | -и- | 5 | - | - | |
| Пример 7 | 10% | - | т | - | 15 | - | - |
| Пример £ | 10% | - | -1- | - | 15 | дцетрша | |
| Пример $ | 10% | - | + | - | 15 | - | |
| Пример 10 | 10% | - | -1- | - | 15 | - | адаосгтиннк) |
BG 4718 UI
Пример 1.
Образец на топло- и звукоизолационна плоча от рециклирани отпадъци от минерална вата, състоящ се от два компонента (фиг. 2), първият от които е „1“ - снопчета от влакна от механично рециклирана каменна минерална вата с дължина на влакната 20 mm в количество 80% тегловно, а вторият е „2“ нискотопими бикомпонентни влакна от полиестер/полиетилен с линейна плътност 3,5-17 дтекс и дължина на влакната 30-60 mm, в количество 20% тегловно. Върху лабораторни образци са определени, по стандартизирани методи за строителни продукти, следните характеристики:
- Обемна плътност = 70 kg/m3, определена съгласно БДС EN 1602:2013;
- Дебелина = 30 mm, определена съгласно БДС EN 823:2013;
- Коефициент на топлопроводност λΐυ ,ιιγ = 0,03301 W/m.K, определен съгласно БДС EN 12667:2004;
- Число на дифузнонно съпротивление на водните пари μ = 3, определено съгласно БДС ΕΝ 12086:2013;
- Напрежение на натиск (при 10% деформация) = 0,265 kPa определен съгласно БДС EN 826:2013;
- Звукопоглъщане - клас А, определен съгласно БДС EN ISO 354 и БДС EN ISO 11654.
Пример 2.
Образец на топло- и звукоизолационна плоча от рециклирани отпадъци от минерална вата, състоящ се от два компонента (фиг. 2), първият от които е „1” - снопчета от влакна от механично рециклирана каменна минерална вата с дължина на влакната 20 mm в количество 85% тегловно, а вторият е „2” нискотопими бикомпонентни влакна от полиестер/полиетилен с линейна плътност 3,5-17 дтекс и дължина на влакната 30-60 mm, в количество 15% тегловно. Върху лабораторни образци са определени, по стандартизирани методи за строителни продукти, следните характеристики:
- Обемна плътност = 60 kg/m3, определена съгласно БДС EN 1602:2013;
- Дебелина = 30 mm, определена съгласно БДС EN 823:2013;
- Коефициент на топлопроводност λιο,Λγ = 0,03293 W/m.K, определен съгласно БДС EN 12667:2004;
- Число на дифузионно съпротивление на водните пари μ = 3, определено съгласно БДС EN 12086:2013;
- Напрежение на натиск (при 10% деформация) = 0,271 kPa определен съгласно БДС EN 826:2013;
- Звукопоглъщане - клас А, определен съгласно БДС EN ISO 354 и БДС EN ISO 11654.
Пример 3.
Образец на топло- и звукоизолационна плоча от рециклирани отпадъци от минерална вата, състоящ се от два компонента (фиг. 2), първият от които е „1“ - снопчета от влакна от механично рециклирана каменна минерална вата с дължина на влакната 15 mm в количество 90% тегловно, а вторият е „2“ нискотопими бикомпонентни влакна от полиестер/полиетилен с линейна плътност 3,5-17 дтекс и дължина на влакната 30-60 mm, в количество 10% тегловно. Върху лабораторни образци са определени, по стандартизирани методи за строителни продукти, следните характеристики:
- Обемна плътност = 70 kg/m3, определена съгласно БДС EN 1602:2013;
- Дебелина = 100 mm, определена съгласно БДС EN 823:2013;
- Коефициент на топлопроводност λιο,*γ = 0,03396 W/m.K, определен съгласно БДС EN 12667:2004;
- Число на дифузионно съпротивление на водните пари μ = 3, определено съгласно БДС EN 12086:2013;
- Напрежение на натиск (при 10% деформация) = 0,315 kPa определен съгласно БДС EN 826:2013;
- Звукопоглъщане - клас А, определен съгласно БДС EN ISO 354 и БДС EN ISO 11654.
Пример 4.
Образец на топло- и звукоизолационна плоча от рециклирани отпадъци от минерална вата, състоящ се от два компонента (фиг. 2), първият от които е „1“ - снопчета от влакна от механично рециклирана стъклена минерална вата с дължина на влакната 5 mm в количество 90% тегловно, а вторият е „2“ нискотопими бикомпонентни влакна от полиестер/полиетилен с линейна плътност 3,5-17 дтекс и дължина на влакната 30-60 mm, в количество 10% тегловно. Върху лабораторни образци са определени, по стандартизирани методи за строителни продукти, следните характеристики:
- Обемна плътност = 87,8 kg/m3, определена съгласно БДС EN 1602:2013;
- Дебелина = 59 mm, определена съгласно БДС EN 823:2013;
- Коефициент на топлопроводност λιο,*γ = 0,03575 W/m.K, определен съгласно БДС EN 12667:2004;
- Число на дифузионно съпротивление на водните пари μ = 4, определено съгласно БДС EN 12086:2013;
- Напрежение на натиск (при 10% деформация) = 0,378 kPa определен съгласно БДС EN 826:2013;
- Звукопоглъщане - клас А, определен съгласно БДС EN ISO 354 и БДС EN ISO 11654.
Пример 5.
Образец на топло- и звукоизолационна плоча от рециклирани отпадъци от минерална вата, състоящ се от два компонента (фиг. 2), първият от които е „1“ - снопчета от влакна от механично рециклирана каменна минерална вата с дължина на влакната 5 mm в количество 90% тегловно, а вторият е „2“ нискотопими бикомпонентни влакна от полиестер/полиетилен с линейна плътност 3,5-17 дтекс и дължина на влакната 30-60 mm, в количество 10% тегловно. Върху лабораторни образци са определени, по стандартизирани методи за строителни продукти, следните характеристики:
- . Обемна плътност = 100 kg/m3, определена съгласно БДС EN 1602:2013;
- Дебелина = 57 mm, определена съгласно БДС EN 823:2013;
- Коефициент на топлопроводност λιο,*γ = 0,03597 W/m.K, определен съгласно БДС EN 12667:2004;
- Число на дифузионно съпротивление на водните пари μ = 4, определено съгласно БДС EN 12086:2013;
- Напрежение на натиск (при 10% деформация) = 0,262 kPa определен съгласно БДС EN 826:2013;
- Звукопоглъщане - клас А, определен съгласно БДС EN ISO 354 и БДС EN ISO 11654.
- Звукоизолация от 35 dB до 46 dB в диапазона 500-8000 Hz, определена по БДС EN ISO 16283.
Пример 6.
Образец на топло- и звукоизолационна плоча от рециклирани отпадъци от минерална вата, състоящ се от два компонента (фиг. 2), първият от които е „1“ - снопчета от влакна от механично рециклирана каменна и стъклена минерална вата в съотношение 50% на 50% с дължина на влакната 5 mm в количество 90% тегловно, а вторият е „2“ нискотопими бикомпонентни влакна от полиестер/полиетилен с линейна плътност 3,5-17 дтекс и дължина на влакната 30-60 mm, в количество 10% тегловно. Върху лабораторни образци са определени, по стандартизирани методи за строителни продукти, следните характеристики:
- Обемна плътност = 100 kg/m3, определена съгласно БДС EN 1602:2013;
- Дебелина = 48 mm, определена съгласно БДС EN 823:2013;
- Коефициент на топлопроводност /_ю,,|1у = 0,03783 W/m.K, определен съгласно БДС EN 12667:2004;
- Число на дифузионно съпротивление на водните пари μ = 4, определено съгласно БДС EN 12086:2013;
- Напрежение на натиск (при 10% деформация) = 0,294 kPa определен съгласно БДС EN 826:2013;
- Звукопоглъщане - клас А, определен съгласно БДС EN ISO 354 и БДС EN ISO 11654.
Пример 7.
Образец на топло- и звукоизолационна плоча от рециклирани отпадъци от минерална вата, състоящ се от два компонента (фиг. 2), първият от които е „1“ - снопчета от влакна от механично рециклирана каменна минерална вата с дължина на влакната 15 mm в количество 90% тегловно, а вторият е „2“ нискотопими бикомпонентни влакна от полиестер/полиетилен с линейна плътност 3,5-17 дтекс и дължина на влакната 30-60 mm, в количество 10% тегловно. Върху лабораторни образци са определени, по стандартизирани методи за строителни продукти, следните характеристики:
- Обемна плътност = 100 kg/m3, определена съгласно БДС EN 1602:2013;
- Дебелина = 51 mm, определена съгласно БДС EN 823:2013;
- Коефициент на топлопроводност /_ю,,|1у = 0,03594 W/m.K, определен съгласно БДС EN 12667:2004;
- Число на дифузионно съпротивление на водните пари μ = 4, определено съгласно БДС EN 12086:2013;
- Напрежение на натиск (при 10% деформация) = 0,364 kPa определен съгласно БДС EN 826:2013;
- Звукопоглъщане - клас А, определен съгласно БДС EN ISO 354 и БДС EN ISO 11654.
Пример 8.
Образец на топло- и звукоизолационна плоча от рециклирани отпадъци от минерална вата, състоящ се от три компонента (фиг. 2): първият от които е „1“ - снопчета от влакна от механично рециклирана каменна минерална вата с дължина на влакната 15 mm в количество 90% тегловно; вторият е „2“ нискотопими бикомпонентни от полиестер/полиетилен с линейна плътност 3,5-17 дтекс и дължина на влакната 30-60 mm, в количество 10% тегловно; третата е „3“ - двустранно положен полиестерен геотекстил с площна маса 100 g/m2. Върху лабораторни образци са определени, по стандартизирани методи за строителни продукти, следните характеристики:
- Обемна плътност = 87,7 kg/m3, определена съгласно БДС EN 1602:2013;
- Дебелина = 59 mm, определена съгласно БДС EN 823:2013;
- Коефициент на топлопроводност λΐο,,ΐη· = 0,03639 W/m.K, определен съгласно БДС EN 12667:2004;
- Число на дифузионно съпротивление на водните пари μ = 5, определено съгласно БДС EN 12086:2013;
- Напрежение на натиск (при 10% деформация) = 0,363 kPa определен съгласно БДС EN 826:2013;
- Звукопоглъщане - клас А, определен съгласно БДС EN ISO 354 и БДС EN ISO 11654.
Пример 9.
Образец на топло- и звукоизолационна плоча от рециклирани отпадъци от минерална вата, състоящ се от три компонента (фиг. 2): първият от които е „1“ - снопчета от влакна от механично рециклирана каменна минерална вата с дължина на влакната 15 mm в количество 90% тегловно; вторият е „2“ нискотопими бикомпонентни от полиестер/полиетилен с линейна плътност 3,5-17 дтекс и дължина на влакната 30-60 mm, в количество 10% тегловно; третата е „3“ - двустранно положен полиестерен геотекстил с площна маса 200 g/m2. Върху лабораторни образци са определени, по стандартизирани методи за строителни продукти, следните характеристики:
- Обемна плътност = 100 kg/m3, определена съгласно БДС EN 1602:2013;
- Дебелина = 49 mm, определена съгласно БДС EN 823:2013;
- Коефициент на топлопроводност λΐο,,ΐη· = 0,03692 W/m.K, определен съгласно БДС EN 12667:2004;
- Число на дифузионно съпротивление на водните пари μ = 5, определено съгласно БДС EN 12086:2013;
- Напрежение на натиск (при 10% деформация) = 0,378 kPa определен съгласно БДС EN 826:2013;
- Звукопоглъщане - клас А, определен съгласно БДС EN ISO 354 и БДС EN ISO 11654.
Пример 10.
Образец на топло- и звукоизолационна плоча от рециклирани отпадъци от минерална вата, състоящ се от три компонента (фиг. 2): първият от които е „1“ - снопчета от влакна от механично рециклирана каменна минерална вата с дължина на влакната 15 mm в количество 90% тегловно; вторият е „2“ нискотопими бикомпонентни от полиестер/полиетилен с линейна плътност 3,5-17 дтекс и дължина на влакната 30-60 mm, в количество 10% тегловно; третата е „3“ - едностранно положен полиестерен геотекстил с площна маса 200 g/m2. Върху лабораторни образци са определени, по стандартизирани методи за строителни продукти, следните характеристики:
- Обемна плътност = 100 kg/m3, определена съгласно БДС EN 1602:2013;
- Дебелина = 50 mm, определена съгласно БДС EN 823:2013;
- Коефициент на топлопроводност /.ю,,1гУ = 0,03644 W/m.K, определен съгласно БДС EN 12667:2004;
- Число на дифузионно съпротивление на водните пари μ = 4, определено съгласно БДС EN 12086:2013;
- Напрежение на натиск (при 10% деформация) = 0,370 kPa определен съгласно БДС EN 826:2013;
- Звукопоглъщане - клас А, определен съгласно БДС EN ISO 354 и БДС EN ISO 11654.
Claims (1)
- Топло- и звукоизолационни плочи от рециклирани отпадъци от минерална вата, характеризиращи се с това, че структурата на плочите е формирана от обемен слой, който се състои от 80 до 90% тегловни от снопчета от влакна от рециклирана минерална вата с дължина между 5 и 20 mm, които са в адхезивна връзка чрез 10% до 20% тегловни нискотопими бикомпонентни влакна от полиестер/полиетилен или полиестер/полипропилен с линейна плътност 3,5-17 дтекс и дължина на влакната 30-60 mm, като плочите са, по избор, и едностранно или двустранно каширани с нетъкан полиестерен или полиетиленов геотекстил.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG4718U1 true BG4718U1 (bg) | 2024-01-31 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4366204A (en) | Foamed plastics laminates | |
| TWI706074B (zh) | 石膏內芯及用於製作彼之漿料 | |
| US7674522B2 (en) | Wood fiber insulating material board or mat | |
| EP3353132B1 (en) | Acoustical ceiling tile | |
| FI72078B (fi) | Eldfast laminerad skumplastprodukt | |
| US20220307171A1 (en) | Method for recycling insulating wool, apparatus for processing insulating wool, fibre-reinforced foam, wood-based material with combustion resistability and method for producing a wood-based material with combustion resistability | |
| RU2765184C1 (ru) | Способ вторичной переработки минеральной ваты, способ изготовления акустических панельных элементов и такой акустический панельный элемент | |
| Farouk et al. | Optimization of microstructure of basalt-based fibers intended for improved thermal and acoustic insulations | |
| BG4718U1 (bg) | Топло- и звукоизолационни плочи от рециклирани отпадъци от минерална вата | |
| CN205444519U (zh) | 一种新型保温板 | |
| CN103216016B (zh) | 一种夹芯复合保温板及其制备方法 | |
| KR102070809B1 (ko) | 폐섬유 스크랩을 이용한 단열 및 불연 복합패널 | |
| CN112080851A (zh) | 保温毡及其制作方法和生产设备 | |
| TR201906987A2 (tr) | Bi̇r isi yalitim levhasi üreti̇m yöntemi̇ ve bu yöntemle üreti̇len isi yalitim levhasi | |
| Latif | A review of low energy thermal insulation materials for building applications | |
| JPH11189456A (ja) | ロックウールマット及びその製造方法 | |
| CN204551780U (zh) | 一种隔热吸音纤维基墙体复合结构 | |
| RU2568199C1 (ru) | Минеральный вспененно-волокнистый теплоизоляционный материал | |
| RU109767U1 (ru) | Объемный экологичный теплозвукоизоляционный утеплитель | |
| JP6430257B2 (ja) | 吹付け建材および吹付け工法 | |
| Fernández et al. | Nonwoven flax fiber mats and white Portland cement composites for building envelopes | |
| Gupta et al. | Wood-concrete composite for thermally insulated building construction material | |
| KR20060125146A (ko) | 재활용 섬유를 이용한 단열재 및 그 제조 방법 | |
| KR20010056702A (ko) | 암면패널의 제조방법 및 제조시스템 | |
| CA3178497A1 (en) | Insulation product and method for making insulation product |