Применение базальтовых тканей в строительстве и промышленности

1. Введение

Базальтовые ткани представляют собой текстильные материалы из непрерывного базальтового волокна, получаемого плавлением горных базальтовых пород. Благодаря уникальному сочетанию физико-механических и теплофизических характеристик базальтовые ткани заняли прочное место в строительной и промышленной отраслях как многофункциональный материал, заменяющий традиционные стеклянные, асбестовые и металлические сетки. В настоящей статье систематизированы основные области применения базальтовых тканей с указанием нормативной базы и технико-экономических преимуществ.

2. Теплоизоляция трубопроводов и оборудования

2.1. Покровный слой теплоизоляции

Наиболее массовое применение базальтовых тканей в промышленности — покровный слой теплоизоляционных конструкций трубопроводов пара, горячей воды, технологических трубопроводов с температурой теплоносителя до 700°C. Ткани марок БТ-100, БТ-13 наматываются поверх теплоизоляционного слоя (минераловатные цилиндры, базальтовые маты) с нахлестом 50–100 мм и фиксируются бандажами из нержавеющей проволоки диаметром 1,2–2,0 мм или металлической лентой.

Конструкция теплоизоляции с покровным слоем из базальтовой ткани соответствует требованиям СП 61.13330.2012 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов». Преимущества перед металлическими покровными слоями: отсутствие коррозии, меньший вес, лучшая ремонтопригодность, отсутствие гальванических пар с трубопроводом.

2.2. Термочехлы съемной изоляции

Из базальтовых тканей изготавливаются съемные термочехлы для запорной и регулирующей арматуры, фланцевых соединений, компенсаторов и насосного оборудования. Конструкция термочехла включает наружный слой из базальтовой ткани БТ-13, внутренний теплоизоляционный слой из базальтового супертонкого волокна и крепежные элементы. Термочехлы обеспечивают снижение тепловых потерь на 70–85% и позволяют проводить ремонт арматуры без разрушения теплоизоляции.

3. Конструктивная огнезащита

3.1. Огнезащита стальных конструкций

Базальтовые ткани применяются в системах конструктивной огнезащиты стальных несущих конструкций (колонны, балки, фермы, связи) в соответствии с требованиями СП 2.13130.2020 и ГОСТ Р 53295-2009. Типовая конструкция включает:

• Антикоррозионное покрытие стальной поверхности;
• Теплоизоляционный слой из базальтовых матов прошивных плотностью 50–100 кг/м³;
• Армирующий слой из базальтовой ткани БТ-13 или БТ-100;
• Покровный слой из базальтовой ткани с алюминиевой фольгой или без нее;
• Крепежные элементы (бандажи, шпильки, сетка).

Предел огнестойкости таких конструкций достигает R90–R150 по ГОСТ 30247.1-94 в зависимости от приведенной толщины металла и толщины теплоизоляционного слоя.

3.2. Противопожарные шторы и экраны

Базальтовые ткани используются для изготовления противопожарных штор, разделяющих помещения на пожарные отсеки, и защитных экранов для оборудования. Предел огнестойкости конструкций с базальтовой тканью достигает EI60–EI90 по ГОСТ 30247.0-94. Сертификация проводится по ГОСТ Р 53307-2009.

4. Армирование бетонных и асфальтобетонных покрытий

4.1. Базальтопластиковая арматура

Базальтовые ткани и ровинги служат сырьем для производства базальтопластиковой арматуры (БПА) методом пултрузии. БПА применяется для армирования бетонных конструкций в агрессивных средах, где стальная арматура подвержена коррозии: очистные сооружения, морские гидротехнические сооружения, химические производства, дорожные плиты. Характеристики БПА: предел прочности при растяжении 800–1300 МПа, модуль упругости 50–60 ГПа, плотность 1,9–2,1 г/см³, коррозионная стойкость в 5–10 раз выше стальной.

4.2. Армирование асфальтобетона

Базальтовые геосетки на основе ткани БТ-100 применяются для армирования асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог с целью предотвращения образования трещин и увеличения межремонтных сроков. Геосетка укладывается между слоями асфальтобетона и воспринимает растягивающие напряжения, возникающие при температурных деформациях и транспортных нагрузках. Эффективность подтверждена ОДМ 218.5.002-2008.

5. Производство композитных материалов

5.1. Конструкционные базальтопластики

Базальтовые ткани БТ-100, БТ-13 применяются в качестве армирующего наполнителя при производстве конструкционных базальтопластиков методами контактного формования, вакуумной инфузии, пултрузии и намотки. В сочетании с эпоксидными, эпоксивинилэфирными и полиэфирными связующими достигаются следующие характеристики:

5.2. Композитные профили и сетки

Из базальтопластиков изготавливаются композитные профили (уголки, швеллеры, двутавры, трубы) для строительных конструкций, работающих в агрессивных средах. Базальтопластиковые сетки применяются для армирования кладочных растворов, штукатурок и стяжек пола, заменяя металлические сетки в коррозионно-опасных условиях.

6. Фильтрация промышленных газов

Базальтовые ткани применяются в рукавных фильтрах для очистки дымовых газов металлургических, цементных и химических производств при температурах до 600°C. Преимущества перед фильтровальными материалами из синтетических волокон (полиэстер, полипропилен, Nomex): более высокая термостойкость, химическая стойкость к кислым компонентам дымовых газов (SO&sub2;, SO&sub3;, HCl, HF), более длительный срок службы (до 3–5 лет против 1–2 лет).

7. Дорожное строительство

Помимо армирования асфальтобетона, базальтовые ткани применяются в дорожном строительстве для:

• Разделения конструктивных слоев дорожной одежды (геотекстильная прослойка);
• Армирования откосов и насыпей (противоэрозионная защита);
• Укрепления береговых линий и русел рек;
• Дренажных систем (обертывание дренажных труб).

8. Усиление строительных конструкций

Базальтовые ткани и ленты применяются для внешнего армирования (усиления) железобетонных, каменных и деревянных конструкций методом наклейки на эпоксидном связующем. Технология аналогична усилению углеродными лентами, но имеет преимущество по стоимости (в 2–3 раза дешевле) при сопоставимых прочностных характеристиках. Усиление базальтовыми тканями регламентируется СП 164.1325800.2014.

9. Нефтегазовый сектор

В нефтегазовой отрасли базальтовые ткани применяются для:

• Теплоизоляции трубопроводов пара и горячей воды на НПЗ и нефтехимических производствах;
• Огнезащиты несущих конструкций этажерок и эстакад;
• Изготовления искрозащитных и противопожарных экранов;
• Антикоррозионной защиты трубопроводов (в составе композитных бандажей).