Базальтовая изоляция как защита от термического расширения

Тепловое расширение – это свойство материалов увеличивать свои размеры при нагревании. Величина изменения размеров прямо пропорциональна изменению температуры. Данный эффект наблюдается у всех веществ: твердых, жидких и газообразных.

При повышении температуры атомы и молекулы в веществе начинают двигаться быстрее, от этого среднее расстояние между ними увеличивается. Параллельно меняется и общий объем материала. Коэффициенты теплового расширения различаются. Например, металлы обычно расширяются больше, чем керамика или стекло.

Если не учитывать этот фактор при строительстве или проектировании технологических объектов, то в будущем при запуске их в эксплуатацию могут возникнуть серьезные проблемы. Неконтролируемое увеличение размеров потенциально угрожает деформацией, образованием трещин, разрушением конструкций и оборудования. Поэтому вопросы защиты от нежелательного теплового расширения нужно продумывать заранее.

Причины и последствия теплового расширения

Основной причиной теплового расширения является повышение температуры. Источниками тепла становятся:

• солнечная радиация;
• нагревательные приборы;
• технологические процессы;
• тепловые потери от работающего оборудования.

Значительные колебания температуры в течение суток, сезонов или в результате аварийных ситуаций усиливают воздействие данного процесса.

Последствия теплового расширения могут быть разнообразными. Для строительных конструкций это может проявляться в виде:

• искривления элементов, изменения их формы;
• нарушения целостности материала;
• ослабления креплений, стыков;
• уменьшение прочности и долговечности.

Для инженерных систем последствия могут быть еще более критичными, поскольку из-за изменения размеров элементов возможен разрыв труб, утечки, выход из строя механизмов и аварии, угрожающие жизни и здоровью людей. Эти факторы обуславливают необходимость применения эффективных мер для компенсации теплового расширения.

Области применения базальтовой изоляции

Базальтовая изоляция активно используется в строительстве, энергетике, промышленности, где существует потенциальная опасность теплового расширения. В строительстве базальтовый утеплитель применяется:

• при утеплении фасадов зданий для снижения теплопотерь и защиты от перегрева;
• в системах вентиляции и кондиционирования для предотвращения тепловых потерь и конденсации;
• при возведении кровель для уменьшения нагрева и защиты от протечек;
• при строительстве промышленных объектов, где высокая температура, для сохранности конструкций.

В энергетике с помощью этого материала изолируют теплосети для уменьшения тепловых потерь при транспортировке теплоносителей, а также котлы, турбины и трубопроводы на электростанциях. В промышленности подобные покрытия применяют для защиты печей, дымоходов и прочего технологического оборудования, которое работает при высоких температурах.

Особенности использования базальтовых материалов

Маты из волокон базальта благодаря своим уникальным свойствам являются эффективным средством защиты от теплового расширения. У них низкая теплопроводность, они термостойкие, устойчивые к перепадам температур, механически прочные. В зависимости от условий эксплуатации можно выделить несколько основных вариантов их применения:

• Изоляция конструкций – плиты и маты устанавливаются вокруг элементов, подверженных нагреву, чтобы создать тепловой барьер.
• Устройство тепловых швов – в строительных конструкциях предусматриваются специальные швы, которые заполняются ватой или ровингом, это компенсирует расширение и сжатие элементов.
• Обшивка трубопроводов – используются цилиндры или маты для уменьшения теплопотерь и сохранения геометрических параметров труб.
• Использование в композитных материалах – волокна базальта применяются в производстве композитов с пониженной теплопроводностью и увеличенной прочностью.

Конкретный вид материала и способ его применения подбирают с учетом условий эксплуатации, температуры, типа конструкции и требований по теплоизоляции.