В статье приводятся методы контроля качества плит из минеральной ваты, предназначенных для использования в ограждающих конструкциях зданий и сооружений. Проанализированы основные этапы производственного процесса и факторы, влияющие на качество продукции. Представлен обзор методов входного, операционного и приемочного контроля, включая контроль соответствия сертификатам, лабораторные испытания, визуальный осмотр и измерение геометрических размеров. Особое внимание уделено нормативным требованиям к физико-механическим характеристикам плиты, таким как прочность, прочность на растяжение, водопоглощение, теплопроводность и горючесть. Предложены рекомендации по совершенствованию системы контроля качества, включающие внедрение современных методов контроля, повышение квалификации персонала и гармонизацию с требованиями стандартов. Сделан вывод о важности контроля качества, надежности и устойчивости ограждающих конструкций.

Ключевые слова: теплоизоляционные материалы, ограждающие конструкции, минеральная вата, нормативные документы, входной контроль, прочность, водопоглощение, автоматизация, дефект, прочность, адгезия, плиты, формование, качество

В строительстве ограждающие конструкции играют ключевую роль в обеспечении комфортных и энергоэффективных условий эксплуатации зданий. Одним из наиболее эффективных теплоизоляционных материалов, применяемых в ограждающих конструкциях, является минеральная вата [1]. Благодаря таким свойствам, как теплопроводность, высокая звукоизоляция, устойчивость к биологическому солнцу, минеральная вата широко используется для утепления стен, крыш, перекрытий и других элементов зданий переменного назначения.

В состав плит из минеральной ваты входит используемый источник, в котором электрическими компонентами выступают горные породы, такие как базальт, диабаз, доломит, известняк [2]. Дополнительно применяют гидрофобизаторы для уменьшения водопоглощения и антипирены для повышения огнестойкости.

Производственный процесс включает в себя приготовление сырья, плавление шихты при высокой температуре, удержание волокна на центрифугах или соплах, нанесение связующего раствора, полимеризацию для отверждения связующего, формование и резку плитки заданных размеров, а также упаковку для защиты от влаги и загрязнений. На каждый этап производства качественной плиты влияют различные факторы, такие как состав и чистота, строгое соблюдение технологических параметров (температура, скорость передачи данных, концентрация связующего), состояние оборудования, квалификация персонала и организация контроля качества.

Качество минеральной ваты зависит от свойств расплава, определяемых, химическим свойством сырья, вязкостью и поверхностным натяжением расплава, и от способа превращения расплава в минеральное волокно. Этот способ значительно влияет на длину и диаметр волокон и на содержание неволокнистых включений, что в целом определяет качество минеральной ваты [3]. Определение показателей качества минеральной ваты:

1. Определение среднего диаметра волокон минеральной ваты с помощью микроскопа при увеличении в 450–720 раз.
2. Измерение с помощью лабораторного гранулятора содержания «корольков», которые представляют собой застывшие при раздуве капли расплава на волокнах ваты. Они ухудшают свойства минеральной ваты, увеличивают ее плотность и коэффициент теплопроводности.
3. Определение содержания органических веществ.
4. Определение плотности минеральной ваты.
5. Определение влажности путем испарения влаги из минеральной ваты в лабораторном сушильном шкафу. Влажность резко ухудшает теплоизоляционные свойства минеральной ваты, объясняется это тем, что теплопроводность воздуха и воды отличаются друг от друга примерно в 20 раз.

Для обеспечения соответствия плиты из минеральной ваты требованиям нормативной документации и определения затрат на различных этапах производства осуществляется многоступенчатый контроль качества, включающий входной контроль сырья и материалов, операционный контроль в процессе производства и приемочный контроль готовой продукции. На этапе входного контроля осуществляется проверка соответствия исходного сырья и материалов требованиям, установленным в нормативной и технической документации.

В Российской Федерации качество плиты из минеральной ваты, распространяющееся на ограждающие конструкции, регламентируется рядом государственных стандартов (ГОСТов) и технических условий (ТУ). Эти документы устанавливают требования к геометрическим размерам, физико-механическим характеристикам, пожарной безопасности и безопасности для здоровья человека и окружающей среды. Наиболее важными нормативными документами, регулирующими качество плит из минеральной ваты, являются:

1. ГОСТ 32314–2023 «Материалы и изделия теплоизоляционные. Общие технические условия». В документе устанавливаются общие технические требования к теплоизоляционным материалам, включая минеральную вату, и методы их испытаний.
2. Технические условия (ТУ). Регламентируют требования к плитам из минеральной ваты, изготовленным с использованием синтетического связующего. Разрабатываются производителями на отдельные виды продукции и могут устанавливать более жесткие требования, чем ГОСТы.

Нормативные документы устанавливают требования к геометрическим размерам плит из минеральной ваты, включая длину, ширину и толщину [4, 5]. Допускаемые отклонения от номинальных размеров регламентируются ГОСТами и ТУ и определяются типом и назначением плит. Точность геометрических размеров важна для обеспечения плотного прилегания плиты друг к другу и предотвращения образования мостиков в холодных условиях в ограждающих конструкциях [6].

Основными физико-механическими свойствами, определяющими качество плит из минеральной ваты, являются:

1. Плотность. Влияет на теплоизоляционные и звукоизоляционные свойства материала.
2. Прочность на сжатие. Определяет материал, выдерживающий нагрузки, возникающие в ограждающих конструкциях.
3. Прочность при отрыве слоев. Характеризует сцепление между слоями материала и его устойчивость к расслоению.
4. Водопоглощение. Влияет на теплоизоляционные свойства материала при увлажнении.
5. Теплопроводность. Основная характеристика, определяющая теплоизоляционные свойства материала [9].

Значения данных характеристик должны соответствовать требованиям, установленным в ГОСТах и ТУ, а также типу и назначению плит.

Плиты из минеральной ваты должны соответствовать требованиям пожарной безопасности, установленным Федеральным законом от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» и другими нормативными документами [7, 8].

Анализ практического опыта предприятий, производящих минеральную вату, выявил типичные дефекты, такие как расслоение плиты из-за недостаточной адгезии, равномерность плотности, приводящая к неравномерной теплоизоляции, отклонения от геометрических размеров, что приводит к трудностям при монтаже, повышенное водопоглощение из-за недостаточной гидрофобизации, а также наличие включений, отличающихся свойствами материала. Однако внедрение современных систем управления электричеством, включая строгий входной контроль, автоматизацию контроля технологических параметров и применение статистических методов, позволяет значительно снизить количество дефектов. Тем не менее на предприятии возникают проблемы, такие как недостаточная квалификация персонала, отсутствие современного оборудования, высокая стоимость проведения испытаний, недостаточная автоматизация процесса контроля и отсутствие эффективной системы учета и анализа дефектов, что затрудняет поддержание высокого уровня качества продукции.

Для повышения эффективности контроля качества плиты из минеральной ваты рекомендуется внедрение современных методов неразрушающего контроля, разработка и внедрение рабочих систем контроля, регулярное повышение квалификации персонала и организация обмена опытом, разработка международных стандартов на предприятии, оптимизация процесса контроля качества и регулярный анализ дефектов. Также необходимо участие в разработке и гармонизации стандартов с международными требованиями и внедрение системы менеджмента качества в соответствии со стандартом ISO 9001 [10, 11].

Таким образом, контроль качества плиты из минеральной воды играет решающую роль в обеспечении надежности, безопасности и энергоэффективности зданий. Совершенствование системы контроля качества требует внедрения новых технологий и методов. Исследования включают применение искусственного интеллекта и машинного обучения, создание высокочувствительных датчиков и сенсоров, а также внедрение автоматизированных систем контроля, обеспечение оперативного мониторинга и управление качеством продукции в режиме реального времени.

Эффективный контроль качества плит из минеральной ванны является важнейшим условием обеспечения надежности, долговечности и энергоэффективности ограждающих конструкций [12]. Непрерывное совершенствование системы контроля, включая внедрение современных методов и технологий, повышение квалификации кадров и гармонизацию с нормативными требованиями, позволяют добиться высокого качества продукции и ее соответствия требованиям современного строительства. В настоящее время исследования направлены на автоматизацию и оптимизацию процессов контроля, что позволит повысить его точность и эффективность.

Литература:

1. Атамуротов, О. Э. Энергоэффективные ограждающие конструкции / О. Э. Атамуротов, А. И. Самандаров, Л. Ш. Юсупова // Scientific progress. — 2021. — № 3. — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/energoeffektivnye-ograzhdayuschie-konstruktsii (дата обращения: 17.04.2025).
2. Минеральные плиты утепления. — URL: https://psk35.ru/stati/mineralnye-plity-utepleniya.html (дата обращения 17.04.2025).
3. Определение показателей качества минеральной ваты: методические указания / сост. Т. И. Шевцова; Оренбургский гос. ун-т. — Оренбург : ОГУ, 2020.
4. ГОСТ 32314-2023 «Изделия из минеральной ваты теплоизоляционные промышленного производства, применяемые в строительстве. Общие технические условия».
5. ГОСТ 9573-2012 «Плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем теплоизоляционные. Технические условия».
6. ГОСТ 30244-94 «Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть».
7. ГОСТ 26254-84 «Здания и сооружения. Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций».
8. СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003».
9. Строительная теплофизика : учебное пособие / под ред. В. Н. Богословского. — М. : Стройиздат, 1982.
10. Савин В. К. Строительная физика: энергоперенос, энергоэффективность, энергосбережение. — М. : Лазурь, 2005.
11. Рахимов Р. З. Теплоизоляция из каменной ваты : учебное пособие / Р. З. Рахимов, Н. С. Шелихов, Т. В. Смирнова. — М. : Изд-во АСВ, 2010. — 312 с.
12. Бузырев, В. В. Управление качеством в строительстве : учебник для прикладного бакалавриата / В. В. Бузырев, М. Н. Юденко ; под общей ред. М. Н. Юденко. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Юрайт, 2025.