ТЕХНОЛОГИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ

ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИЕ И ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

По механизму звукопоглощения все звукопоглощающие v.. риалы делят на пористые и резонансные поглотители. Мехам1 звукопоглощения у этих разновидностей различен. В пор не поглотителях звук гасится за счет вязкого трения воздуха о о кн пор и превращения части звуковой энергии вследствие этого теплоту; потери звуковой энергии происходят также благодаря формации скелета материала и его активного сопротивления в ■ нужденным колебаниям, возникающим под давлением звуков волн. Поэтому пористые поглотители с жестким скелетом (фибро­лит, пеностекло, ячеистые бетоны, акустические штукатурки и ар.', которые гасят звук только за счет вязкого трения возд* хз о степь. . пор, менее эффективны, чем пористые поглотители г гибким ске­летом (минераловатные, стекловолокнистые изделия, тревесно-во - локнистые материалы и др.).

Звуковая энергия, падающая на плотный материал, поглош ется тем меньше, чем выше плотность материала. Это происход - нз-за отражения звуковой энергии от поверхности материа; Отражение звуковых волн уменьшается, когда сопротивление м тернала падающей звуковой волне приближается к удельному ■ противлению воздуха, т. е. когда увеличивается содержание ио. ог.- ха в материале (его пористость). Однако при значительном увели-

С максимумом поглощения при частотах 1100 1 п ГІрн повышении степени перфо[ матій максимум поглощения сдвигается в область более высоких істот.

Минералов иные звукопогло­щающие н піти выпускают на і ноне минера. м.пый н. пті получен поп фн. п ерпо i и. свым способом. Заготовки для пли г производит но конвейерной технологии, анало­гичной технолопш теплоизоляци­онных плит, по при большем (в 1.1..1.6 ря ja) yi! i [ пенни ковра п увеличенном (и 2.5 раза) сод ер-

Ж. iiihh спя. п i ( ия110шнм

Является компошпия, состоящая ІН 70% полнвиннлацетатноп эмульсин (ПВАЗ) н ^0% фенол - спиртов Для получения калиброванных и толщине плит.■ гладкой иоверхносімо и горнами з. іГпгоіікіі Подвергают шлпфои - ке, снятию фасок, нанесению фактурного слоя, сверлению отвер­стий прн сплошном фактурном слое и окраске.

Минераловатные звукопоглощающие плиты на крахмальном связующем. Этот вид звукопоглощающих материалов нашел ши­рокое применение в строительстве благодаря высоким физико-ме­ханическим и акустическим показателям. Наиболее широко плиты используют при устройстве подвесных потолков в зданиях культур­но-бытового, административного и промышленного назначения.

Существует несколько разновидностей технологии таких плит, отличающихся главным образом соотношением минерального во­локна и связующего в формовочной массе, и, как следствие это­го,—-способом формования заготовок. Различают следующие виды технологических решений: 1) формовочная технология, которая характеризуется соотношением волокно: связующий раствор, рав­ным 1 2,5... 1:3,5; при формовании не происходит отделения свя­зующего (плиты «Акмигран»); 2) формовочная технология, для которой показательно соотношение волокно : связующий раствор, равное 1:6... 1:10; при формовании происходит частичный отжим спчіуюшсго (плиты «Лкмпннт»); 3) отливочная технология, харак­теризующаяся соотношением волокно : связующий раствор, равным 1.50.. 1.100; формование плит идет при интенсивном отделении жидкой фазы нз гидромассы (плиты МВП — Шшераловолокнистые плиты).

Из перечисленных разновидностей технологии самое широкое распространение получило первое технологическое решение (плн-

Ї 1,.тя проіі. іиодс іва мвпералова і ны s или і на крахмальном сня-
зуюіцем используют следующие сырьевые материалы: минераль­ную вату, крахмал, каолин и добавки, улучшающие конечные свойства материала (парафин, борная кислота) (табл. 17.1).

Важнейшими характеристиками минеральной ваты, от кото­рых зависит качество готовых изделий, являются: диаметр волок­на, содержание неволокнистых включений и модуль кислотности Ми. Оптимальным является волокно с диаметром 6... 8 мкм. При­сутствие «корольков» в плитах снижает физико-механические и акустические показатели материала, приводит к повышенному из­носу деталей и узлов технологического оборудования. Поэтому на стадии подготовки минерального волокна предусматривается отде­ление «корольков».

Применение технических крахмалов в качестве связующего для звукопоглощающих плит связано с большим выходом клеящей массы при нагревании крахмальной суспензии. В естественном со­стоянии крахмалы нерастворимы в воде, их адсорбционная влаж­ность доходит до 25... 30%. При нагревании до 60°С кукурузный крахмал набирает до 300, а при 70°С — около 1000% воды. При максимальной клейстеризации зерно крахмала вбирает до 2500% воды. При перемешивании или их химической обработке набухшие зерна крахмала разрываются.

Для повышения огне-, био - и влагостойкости изделий крахмал применяют в сочетании с Целым рядом минеральных и органиче­ских добавок, с которыми он образует композиционное связующее. В качестве основных добавок при приготовлении крахмального клейстера применяют минеральные наполнители (каолин, бентонит, асбест и др.), антипирены (буру, борную кислоту), антисептики (буру, сульфат меди, сульфат цинка и др.), а также другие добав­ки, повышающие водостойкость. Часто добавки выполняют не­сколько функций. Так, введение каолина не только повышает вы­ход клеящей массы, но и уменьшает усадку материала прн сушке, повышает сопротивление материала действию огня. Борная кисло­та является одновременно и антисептиком, и антипиреном Из до- баиок, повышающих водостойкость материала, применяют гидро­фобные (парафин, оеарнн, воск н др.) и гидрофобнзирующне до-

II in)
бавки (клееканифольное мыло, кремнийорганнческие жидкости и др.).

Основными технологическими операциями при изготовлении плит «Акмигран» являются: грануляция минеральной ваты, приго­товление крахмально-каолинового связующего, приготовление фор­мовочной массы, формование заготовок, их сушка, механическая обработка, окраска лицевой поверхности, упаковка и складирова­ние готовой продукции.

Грануляция минеральной ваты осуществляется в основном дву­мя методами: разрывом ваты иа клочки с последующей закаткой в гранулы или разрезкой мннераловатного ковра на кусочки раз­мерами, близкими к размерам гранул с последующей их закаткой. При разрыве ваты иа клочки используют колковые барабаны с раз­ным диаметром или с разной скоростью вращения, а также верти­кальный гранулятор, который представляет собой наиболее простое и надежное устройство (рис. 17.2). В нем разрыв ваты на клочки сочетается с их окаткон и выделением «корольков». Размер гранул, степень их окаткн и производительность гранулятора регулируют­ся путем изменения времени прерывания материал, в ірапулигоре. Для этой цели разгрузочное отверстие снабжено специальным ши­бером. Прн резке мннераловатного ковра применяют дисковые гра - нуляторы. В дисковом грануляторе происходит продольная и попе­речная резка мннераловатного ковра. Полученные столбики при транспортировании в шнеке машины самопроизвольно распадают­ся на кубики. При этом происходит их закатка и частичное отде­ление «корольков». Дисковые гранулятори отличаются повышен­ной проп ІНОДІ! іеЛЬПОі'ІІ. Ю и п. ідежпосіью при получении гранул требуемого гранулометрического состава.

Изменение величины и плотности гранул позволяет регулиро­вать физико-механические и акустические свойства изделий. Использование гранул обеспечивает получение структуры с двумо - дальной пористостью: мелкие поры — внутри мниераловатных гра­нул, крупные поры — между гранулами. Применяют гранулирован­ную минеральную вату с размерами гранул 5... 12 мм, насыпной плотностью 100 ... 150 кг/м3.

Приготовление крахмального связующего включает следующие технологические операции: получение суспензии крахмала в холод­ной воде; приготовление крахмально-каолиновой суспензии; варку крахмально-каолинового связующего при температуре 85 ... 90°С; последовательное введение добавок, улучшающих эксплуатацион­ные свойства изделий. Эти добавки вводят в виде эмульсий (па­рафин) или растворов (борная кислота) при постоянном переме­шивании связующего. Схема устройства для непрерывной заварки крахмала показана на рис. 17.3. Подвод теплоты осуществляется ит паровых или электрических нагревателей. Непрерывность про­цесса и надежность в работе такого устройства позволяют отка­заться от громоздких баков, предназначенных для периодической заварки крахмала.

Приготовление формовочной массы предусматривает введение в ее состав достаточного количества клеящих веществ и равно­мерное их распределение по всему объему. Значительное влияние на выполнение этих условий оказывают фракционный состав и плотность гранул минеральной ваты, концентрация связующего и продолжительность перемешивания. Регулирование количества свя­зующего в массе достигается главным образом за счет концентра­ции крахмального клейстера. Обычно влажность формовочной мас­сы колеблется в пределах 230 ... 250%. Для приготовления формо­вочной массы применяют чаще всего лопастные смесители непрерывного действия.

Формование заготовок заключается в равномерном распределе­нии массы по плоскости конвейера или формы-поддона и подпрес - совке ее до необходимой плотности. В ряде случаев формование заготовок связано с одновременным получением фактуры за счет поверхностного разрыва массы. Различные типы формовочных уст­ройств разработаны применительно к формовочным массам с раз­личными пластично-вязкими свойствами. Так, устройства а и и (рис. 17.1) предназначены для формования пластичных масс и пре­дусматривают поверхностный разрыв материала (образование тре­щин) за счет прижимных пластин или различия скоростей движе­ния несущей и прижимной лент конвейеров. Устройство в пред­назначено для укладки масс пониженной влажности методом напыления. В этом случае калибровка заготовок по толщине, офак - туривание их поверхности осуществляются с помощью быстровра - щающегося профилированного валика.

Тепловая обработка заготовок заключается в их сушке до оста­точной влажности около 1%. Для сушки плит наибольшее распро­странение получили туннельные сушилки с конвективным обогре­вом материала. Длительность сушки в зависимости от исходной влажности заготовок колеблется в пределах 16... 24 ч, максималь­ная температура теплоносителя— 160 ... 170~С.

Высушенные заготовки после акклиматизации в цехе подверга­ются механической обработке, которая включает следующие опе­рации: шлифовку лицевой и тыльной поверхностей, обрезку кро­мок и раскрой заготовок на плиты заданных размеров, образование монтажного паза, снятие фасок и нанесение фактурного рисун­ка. Все операции, связанные с механической обработкой заготовок, выполняют на высокомеханизированных линиях с высокой сте­пенью автоматизации. Заключительной стадией производства ми­нераловатных декоративно-акустических плит типа «Лкмигран» яв­ляется их окраска и упаковка в тару.

Производительность технологических линии, выпускающих пли­ты типа «Лкмигран», колеблется от 7 ... 10 до 50 тыс. м2/год. В ста­дии освоения находятся более мощные линии производительностью от 100 до 200 тыс. м2/год.

Размер изделий, выпускаемых на существующих линиях, состав­ляет 300X300X20 мм. Фактура их большей частью трещиноватая.

Производство звукопоглощающих плит по технологии с отжи­мом связующего имеет много общего с рассмотренной технологией. Отличительные особенности этого способа использование связую­щих более низкой концентрации (3 ... .3,5% по крахмалу); минера - ловатпые гранулы отличаются более окатанной формой, меньшими

Размерами и более высокой средней плотностью (150... 200 кг'м31.

Процесс производства по этой технологии выглядит следующим образом. Минеральная вата разрывается в трепальных барабанах на клочки, которые затем подаются в вертикальный трубный гра­нулятор. Гранулы размером 3 ... 8 мм проходят через конический сепаратор, где выделяются неволокнистые включения и мелкие фракции. Крахмально-каолиновое связующее подается в барабан­ный смеситель для перемешивания с гранулами. Формование заго­товок осуществляется на сетчатом конвейере. Формующее устрой­ство снабжено приемным лотком, уплотняющими валиками, каме­рон отсоса и набором сменных валиков для получения фактуры лицевой поверхности. Удаление излишней связки из массы при фор­мовании происходит за счет механического отжима валками и раз­режения, создаваемого в камере отсоса. Ожатый раствор связую­щего после соответствующей корректировки направляется на повторное использование. Сушка заготовок осуществляется в тун­нельных сушильных камерах на вагонетках при максимальной тем­пературе теплоносителя 150... 170ЭС. Механическая обработка за­готовок прн получении плит не отличается от рассмотренной выше.

Производительность технологических линий, работающих по этому способу, примерно такая же, что и при выпуске плит типа «Акмигран».

Технология, основанная на способе отлива, предусматривает формование волокнистого ковра на сетке отливочной машины из низкоконценгрированной гидромассы. Технологический процесс в этом случае состоит из следующих основных операций: рыхления и разрыва минеральной ваты на клочки, получения суспензии ми­неральной ваты, дозирования и подготовки крахмала и других до­бавок, приготовления отливочной композиции, формования ковра на отливочной машине, раскроя ковра иа изделия тепловой обра­ботки и нанесения фактуры, окраски и упаковки изделий.

В этом случае подготовка минеральной ваты сводится к полу­чению гидромассы с концентрацией 1 ...3%. Приготовляют гидро­массу в гидросмесителях периодического или непрерывного дейст­вия. Рабочими органами гидросмесителей являются валы с лопа­стями или с системой штырей. Как и грануляция ваты, ее суснензирование предусматривает отделение «корольков». Гндро - сепарация корольков, как правило, проходит более полно. Для приготовления гидромассы минеральную вату подают из камеры волокноосаждения в систему рыхлителей, где она разрывается на отдельные клочки и освобождается от части «корольков».

Низкоконцентрнрованную отливочную композицию, содержа­щую все необходимые компоненты, приготовляют в массных бас­сейнах. Важнейшим условием приготовления качественных отли­вочных смесей является предотвращение расслоения гидромассы и обеспечение заданных концентраций. Готовая формовочная компо­зиция но трубопроводам подается к отливочной длннносегчатон машине, на которой формуется волокнистый ковер. Этот процесс включает следующие операции: напуск волокнистой массы на сетку машины, обезвоживание массы и формирование волокнистого ков­ра при свободной фильтрации; интенсификацию обезвоживания ковра вакуумированием; уплотнение ковра с дополнительным обез­воживанием за счет механической иодпрессовки. Обычно конечная влажность ковра составляет 150 ... 180%, что обеспечивает доста­точную прочность заготовок для их съема и транспортирования в камеру тепловой обработки.

В этом случае тепловая обработка отформованных заготовок состоит из двух стадий: клейстеризацин крахмала и сушки плит. Клейстеризацию крахмала и сушку плит осуществляют в много­ярусных сушильных камерах с зонным регулированием темпера­туры: 100°С — в зоне клейстеризацин, 160 ... 170'С — в зоне посто­янной скорости сушки и 100... 120°С —в зоне падающей скорости сушки. Общая продолжительность тепловой обработки — 8... 12 ч. После сушки плиты для снятия напряжений выдерживают в цехе, а затем направляют на распиловку, механическую обработку, грун­товку и офактуривание, которое производится с учетом декоратив­ных и акустических свойств изделий.

Технологические линии производства плит отливочным спосо­бом имеют производительность от 1 до 5 млн. м2 в год. Плиты мо­гут иметь следующие размеры: 300X300, 600X600 и 1200X1200 мм при толщине 12 ... 16 мм. Физико-механические показатели звукопо­глощающих плит на крахмальном связующем приведены в табл. 17.2

Плиты из ячеистого бетона «Силакиор». «Силакпор»— газоси­ликатный высокопористый материал, выпускаемый в виде плит, ли­цевая сторона которых подвергается механической обработке с целью придания материалу повышенных декоративно-акустических свойств. Технология получения заготовок аналогична технологии теплоизоляционного ячеистого бетона. Отличительной особенностью (в связи с изменением функциональных свойств) является созда­ние ВЫСОКОПОрнСЮЙ Cipyhivpil с ССИїґИИ.'ІЮІІІНМІїем порами, что до - ( іпгаеіея повышением ко. інчссів. і і а юоОр. іюв. і к ля и составе га зоопликатиоіі массы п некоторым повышением ее иодосодержаиия.

В связи с этим производство звукопоглощающих плит «Силакпор» без существенных дополнительных капиталовложении может быть освоено на любом предприятии, выпускающем ячеистый силикато­бетон.

Для этого необходимо организовать линию механической обра­ботки заготовок. На такой линии производят следующие техноло­гические операции: шлифовку лицевой поверхности заготовок с целью раскрытия пористости и нанесение рельефного рисунка для повышения звукопоглощения и улучшения декоративных свойств материала, обработку кромок предварительно откалиброванных плит.

Плиты «Силакпор» выпускают размером 400X400 и 450Х Х450 мм при толщине 35 и 45 мм. Их средняя плотность не пре­вышает 350, 400 кг/м3, а реверберационный коэффициент звукопо­глощения при частотах 125 ...4000 Гц колеблется в пределах 0,12 ... ...0,95 (при 1000 Гц—0,75). Плиты «Силакпор» нашли примене­ние для внутреннего акустического оформления потолков и стен общественных и производственных (вычислительных центров, ма­шинописных бюро, кинотеатров и др.) помещений.

Плиты декоративно-акустические двухслойные. Этот тип деко­ративно-акустических плит имеет ряд разновидностей, отличаю­щихся друг от друга видами материалов и местом расположения звукопоглотителя.

Широкое применение, например, нашли литые гипсовые плиты. Они представляют собой строительные изделия, изготовленные из перфорированного гипсового экрана, укрепленного ребрами, и зву­копоглотителя, в качестве которого чаще всего применяют минера­ловатные полужесткие и жесткие изделия, обернутые в защитный слон. При этом сторона звукопоглотителя, примыкающая к гипсо­вому экрану, должна быть защищена акустически прозрачным ма­териалом, а тыльная сторона — несгораемым плотным материалом. Эти изделия применяют для декоративно-акустического оформле­ния потолков и стен. Плиты выпускают размером 600Х600Х (30 ... ... 40) мм; коэффициент звукопоглощения зависит от вида и вели­чины перфорации, толщины слоя и вида звукопоглотителя, которые должны рассчитываться в каждом отдельном случае в зависимости от характеристик шума в данном помещении. Коэффициент перфо­рации плит, выпускаемых отечественными предприятиями, колеб­лется в пределах 12... 35%; их прочность при изгибе в сухом со­стоянии должна быть не менее 4 МПа.

Другой вид двухслойных декоративно-акустических плит изго­товляют путем наклейки плит «Акмигран» на гипсокартонные ли­сты (плиты). Клеем служит смесь, состоящая из 50% поливинил - ацетатной. эмульсии, 40% силиката натрия и 10% воды. Плиты вы­пускают размером 500X500X30 мм, для чего используют гиисокар - топные листы размером 500Х500ХЮ мм и плпты «Дкмиграи» раз­мером 2 10X210X20 мм. Коэффициент звукопоглощения плит в диа­пазоне частот 500... 1000 Гц—не менее 0,6 и 0,7 соответственно.

Двухслойные древеено-волокнистые плиты изготовляют путем склеивания перфорированной твертой плиты с изоляционной "яг - кой плитой. Перфорация таких плит может быть щелевой или круг­лой

Непосредственно на месте производства строительны: работ готовят и применяют звукопоглощающие штукатурки, наполняя штукатурные растворы высокопорнстыми заполнителями, чаще все­го перлитовым песком, мелкими фракциями туфов и др.