Poudre de verre dans la fabrication de laine de roche/minérale
La laine minérale est un terme large qui englobe tout matériau fibreux qui est formé à partir de la filature ou le dessin de matériaux en fusion comme la roche, tels que
la céramique et
les
verres
. Les applications typiques de la laine minérale comprennent l’insonorisation (1) et, surtout, l’isolation thermique (2). Un type de laine minérale est la laine de roche, également mentionné par le nom du principal fabricant Rockwool. La laine minérale est apparue pour la première fois dans les années 1840, mais ce n’est qu’une trentaine d’années plus tard que la production commerciale a commencé en Allemagne. La première laine minérale adaptée à l’isolation à haute température a été commercialisée dans les années 1950.
Compositions typiques
D’une manière générale, la laine minérale/rocheuse est composée de matériaux naturels (par exemple, des roches ignées comme le basalte) et généralement de l’ordre de 30 % en poids des matériaux recyclés tels que le verre moulu, le sable ou d’autres agrégats similaires. L’équilibre est composé de résines phénoliques, qui agissent comme liants, et d’huile minérale, ce qui empêche le collage. Les laines minérales commerciales sont soumises à des réglementations européennes strictes EN 13162 et EN 13500(3).
Les laines minérales sont fabriquées en faisant fondre ensemble les parties constitutives en un matériau en verre fondu et en filature et séchage ultérieurs de ce matériau fondu en une structure en laine. Cette structure emprisonne l’air et c’est ce qui fournit une isolation thermique, car l’air est un mauvais conducteur de chaleur.
Effets de l’ajout de poudre de verre
Comme pour d’autres matériaux fibreux fabriqués à partir de substances vitrées ou en verre fondues, la laine de roche y a souvent une variété de matériaux ajoutés pour améliorer les propriétés, réduire les coûts, augmenter l’efficacité de la production - et souvent une combinaison des trois. L’additif le plus courant est le verre moulu
(poudre de
verre)(4). Souvent dans la fabrication de laine minérale, le verre moulu est ajouté pour remplacer certains des autres matériaux, étant souvent responsable d’une baisse de la température de fusion requise.
Lors de la fabrication de la roche /laine minérale à l’aide de verre moulu, la température de fonctionnement est d’environ 1500 °C, ce qui est beaucoup plus bas que le point de fusion de la silice fraîche. Dans l’ensemble, l’utilisation du verre moulu s’apparente à un flux pour assurer une température de fusion globale plus basse, ce qui permet d’économiser le temps nécessaire à la chaleur et la quantité d’énergie nécessaire(5).
L’un des avantages de l’utilisation de poudres de verre dans la production d’isolation de type fibre de laine filée est que la propagation de la fonte diminue, ce qui rend le processus de filature plus efficace. En outre, le verre moulu supplémentaire n’aura aucun effet préjudiciable en ce qui concerne la résistance aux alcalins(6).
La poudre de verre est considérée comme un matériau peu coûteux, et tandis que les matières premières typiques pour la laine de roche sont relativement bon marché, elles doivent être extraites. Le verre moulu est soit un sous-produit, soit des flux de recyclage et de déchets, en tant que tel, l’utilisation de ce produit réduit les déchets et réduit les coûts(7,8). Un thème commun parmi les matériaux fibreux qui ont été au moins en partie à partir du verre moulu est une dimension supplémentaire de la force, qui elle-même peut conduire à la durabilité continue au fil du temps(9).
Si la poudre de verre ajoutée à une composition de laine minérale est de la variété de borosilicate (c.-à-d. pendant sa propre fabrication, une partie de la silice a été remplacée par des oxydes de bore), alors la laine minérale qui en résulte peut jouir de niveaux encore plus élevés de durabilité(10). Les niveaux de contamination du verre moulu ne peuvent excéder 10 ppm de métaux ferreux et 20 ppm de métaux non ferreux pour les applications de roche/laine minérale(11).
À la suite de l’abaissement susmentionné de la température de fonte, le détournement des déchets/abattages de verre des sites d’enfouissement est un avantage environnemental important. Selon le département américain de l’Énergie, la laine minérale contient en moyenne 75 % de matériaux recyclés(12). La source du principal matériau agrégé (basalte) peut également être provenant des flux de déchets, par exemple les résidus miniers(13).
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