17 / 90
17
Všeobecně
jsou z titulu své povahy relativně křehké
a obecně dosahují nízkých pevnostních
charakteristik. Tato nevýhoda je kom-
penzována použitím rozličných druhů
dodatečných technologických opatření
a úprav (viz. PROMALIGHT
®
str. 50 - 51).
3.3. Minerální pěny
Minerální pěny se vyrábějí procesem
vhánění plynu. Pěny obsahují
anorganické plnivo, vodní sklo a napěňující
složky. Pěny jsou následně zpracová-
ny litím, vytlačováním, nebo lisováním.
Polykondenzací a separací vody vzniká
prostorový polymer.
Vzniklá pěna tvrdne během krátké chvíle
a proces tvrdnutí může být urychlen
zahřátím. V závislosti na stupni napěnění
se vyrábějí pěny o objemové hmotnosti
100 až 800 kg/m
3
.
3.4. Materiály z minerálních
vláken
Skleněná vlákna
se vyrábí ze skloviny
o různém chemickém složení. Princip
výroby spočívá v tažení, foukání nebo
odstřeďování pramínku skloviny
a v kombinování uvedených způsobů.
Chemické složení použité skloviny
závisí na uvažované aplikaci.
Výrobky ze skleněných vláken se používají
do teploty 500 °C, ve vyjímečných
případech do 750 °C.
Minerální vlákna
se vyrábí přetavováním
strusek a vyvřelých hornin v kupolových
nebo elektrických pecích. Dalším krokem
je rozvláknění proudu taveniny foukáním
nebo rotujícím diskem. Teplota použití
závisí na chemickém složení a pohybuje
se do 600 až 750 °C.
Skleněná a minerální vlákna se dále
zpracují na rohože, desky, tkaninu, papír,
tvarové dílce a provazy odděleně na
různých výrobních linkách (např. deska
z minerálních vláken PROMALAN
®
str.
46 - 48). Nejdůležitější způsoby aplikace
jsou v oblasti tepelných a zvukových
izolací staveb, lodí, letadel, automobilů
a ostatních průmyslových aplikací.
Vysokoteplotní skleněná vlákna
byla
vyvinuta jako náhrada vysokoteplotních
izolačních keramických vláken.
Vysokoteplotní skleněná vlákna nejsou ze
zdravotního hlediska klasifikována jako
nebezpečná. Tato vlákna jsou vyrobena
na bázi alkalických křemičitanů a mají
podobné chemické složení jako vlákna
skleněná a minerální. Aplikační teplota
velmi úzce závisí na tepelném a che-
mickém zatížení a pohybuje se od 850 do
1200 °C v neutrální atmosféře. Překročení
aplikační teploty je velmi nebezpečné,
protože materiál má úzký slinovací inter-
val. Agresivní látky mohou výrazně zkrátit
životnost vyzdívky (viz. PROMAGLAF
®
-HTI 1100 a -HTI 1250 str. 60 - 61).
4.
Materiály z vysokoteplotních
vláken
Díky nízké hmotnosti, akumulovanému
teplu a tepelné vodivosti jsou vysokote-
plotní vlákna velmi účinnou tepelnou izo-
lací až do 1800 °C.
Zvážíme-li současné a budoucí ceny
energií, je zřejmé, že návratnost
investice je krátkodobou záležitostí.
4.1. Klasifikace, chemické složení,
suroviny
V dnešní technicky pokročilé době je
možné vyrobit anorganická vlákna z téměř
všech oxidů, karbidů, nitridů, kovů, uhlíku
a jejich směsí. Pro vysokoteplotní izolace
se používají dvě rozdílné skupiny vláken:
amorfní a polykrystalická. Až na několik
vyjímek pocházejí vysokoteplotní vlákna
pro vysokoteplotní izolace ze systému
Al
2
O
3
- SiO
2
.
Různé typy vláken se liší v tom, že cca
15 % Al
2
O
3
je nahrazeno ZrO
2
. Další
typy vláken jsou na bázi materiálů
kalciumsilikátu nebo kalciumaluminátu
s obsahem CaO od 20 do 40 %.
Méně obvyklá jsou skelná a amorfní
vlákna s obsahem Al
2
O
3
do cca 60 %.
Hlavní složkou polykrystalických vláken
jsou mikrokrystalky. Všechny typy
vysokoteplotních vláken jsou vyráběny
z velmi čistých surovin.
4.2. Výroba a klasifikace
Amorfní vlákna jsou vyráběna z taveniny,
která se taví elektrickým obloukem při
teplotě cca 1900 °C a pak je tavenina
buď rozfukována tlakovým vzduchem,
Vozokomorová pec vyzděna
modulovým systémem PROMACOMB
®
,
teplota 1300 °C
nebo rozvlákněna rotujícími disky.
Při rozfukování se pramínek taveniny
tříští na malé kapičky, které se následně
protahují ve vlákna. Vzniklá vlákna mají
nestandardní délku do 50 mm a průměr
cca 2 až 3 μm.
Tvarování vláken probíhá díky odstředivé
síle při dopadu pramínku taveniny
na rotující disky. Délka vláken může
dosáhnout až 250 mm a průměr je cca
3 až 5 μm. V obou případech zůstává
na konci vlákna malá kulička. Během
chlazení se kulička odlomí a je obsažena
v surových vláknech jako granálie, která
není rozvlákněna.
Podíl granálií se pohybuje mezi 40 až
60 %. Mechanickou separací se podíl
granálií sníží přibližně na 30 %.
Propíráním nebo vzduchovou separací
lze granálie odstranit úplně.
Výroba vláken z taveniny je možná do
obsahu až 60 % Al
2
O
3
. Vyšší obsah
Al
2
O
3
zvyšuje povrchové napětí a to má
za následek vznik krátkých vláken nebo
granálií.
Výroba polykrystalických vysoce kvalitních
vláken je technicky velmi náročná a s tím
souvisí i vyšší cena. Výchozím materiálem
jsou soli hliníku, ke kterým se přidávají
organické polymery, aby bylo možné
připravit vlákna tažením nebo
dstřeďováním.
Pro další tepelné zpracování se
jako stabilizátor přidává gel SiO
2
. Při
cca 1100 °C mají vlákna kombinovanou
skelně mikrokrystalickou strukturu.
V posledním kroku jsou vlákna výpalem
převedena na čistě polykrystalickou
formu a zbylé póry tak úplně zmizí.