ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

  Теплоизоляционными материалы - материалы, применяемые в строительстве жилых и промышленных зданий, тепловых агрегатов и трубопроводов с целью уменьшить тепловые потери в окружающую среду. Теплоизоляционные материалы  характеризуются  пористым  строением  и, как следствие  этого, малой плотностью (не более 600 кг/м3) и  низкой теплопроводностью (не более 0,18 Вт/(м*°С).

Использование теплоизоляционных материалов позволяет:

• уменьшить толщину и массу стен и других ограждающих конструкций;
• снизить  расход основных  конструктивных  материалов, уменьшить транспортные расходы и соответственно снизить стоимость строительства;
•  при сокращении потерь тепла отапливаемыми зданиями уменьшается расход топлива;
• многие теплоизоляционные  материалы вследствие высокой пористости обладают способностью поглощать звуки, что позволяет употреблять их также в качестве акустических материалов для борьбы с шумом.

​

​

Классификация теплоизоляционных материалов.

• По виду основного исходного сырья (органическое, неорганическое);
• По структуре (волокнистая, зернистая, ячеистая, сыпучая);
• По содержанию связующего вещества (содержащие и не содержащие);
• По возгораемости (несгораемые, трудносгораемые, сгораемые);
• По форме и внешнему виду:

1) плоские (плиты, маты, войлок);

2) рыхлые (вата, перлит);

3) шнуровые (шнуры, жгуты);

4) фасонные (сегменты, цилиндры, полуцилиндры и др.);

• По плотности (особо легкие, легкие, тяжелые);
• По жесткости (мягкие, полужесткие, жесткие, повышенной жесткости, твердые);
• По теплопроводности (низкой теплопроводности, средней теплопроводности, повышенной теплопроводности).

​

Теплоизоляционные материалы должны быть  биостойкими  т. е. не подвергаться загниванию и порче насекомыми  и грызунами, сухими, с малой гигроскопичностью так как при увлажнении их теплопроводность значительно повышается, химически стойкими, а также обладать тепло  и огнестойкостью.

​

Свойства теплоизоляционных материалов

• Коэффициент теплопроводности (лямбда - л) - главный показатель для теплоизоляционных материалов. Он показывает количество теплоты, которое проходит сквозь материал, имеющий толщину 1 м и площадь 1 м² , за один час при условии, что разница температур на противоположных поверхностях составляет 10 °С.  Величина теплопроводности теплоизоляционных материалов зависит от плотности материала, вида, размера, расположения пор и т.д. Влияют также и другие характеристики материала: пористость, влажность, температура, химический состав и другие
• Пористость - процент воздушных пор в общем объеме изделия. Может составлять 50% и более. В некоторых ячеистых пластмассах доходит до 90 - 98%. Поры могут быть открытыми, закрытыми, мелкими или крупными. Очень важным является их равномерное распределение внутри материала.
• Влажность - количество влаги, содержащейся в материале. Данный параметр влияет на теплопроводность. Так как вода очень хорошо проводит тепло, материал, насыщенный водой - мокрый, не будет выполнять свои функции.
• Водопоглощение - способность материала впитывать воду при прямом контакте с ней. Очень важный момент для наружной изоляции, которая может находиться под осадками, для внутренней изоляции в помещениях с повышенным уровнем влажности. Если материал будет впитывать воду, его свойства будут падать.

​

Свойства теплоизоляционных материалов

• Паропроницаемость - количество водяного пара, проходящее через материал, толщиной 1 м и площадью 1 м², за 1 час при условии, что температура одинакова с обеих сторон материала, а разность парциального давления пара равна 1 Па. Данный параметр влияет на необходимость обустройства дополнительной пароизоляции. Во избежание накопления влаги в многослойной ограждающей конструкции и связанного с этим падения термического сопротивления паропроницаемость слоёв должна расти в направлении от тёплой стороны ограждения к холодной.
• Плотность материала влияет на его массу. По ней можно высчитать, насколько будет утяжелена конструкция, если использовать тот или иной материал определенной толщины.
• Биостойкость определяет, возможно ли развитие грибков, плесени и другой патогенной флоры на поверхности или внутри структуры материала.
• Теплоемкость материала важна в регионах с частой сменой температур. Она показывает количество тепла, которое может аккумулировать теплоизоляция.
• Химическая стойкость - минеральные теплоизоляционные материалы обладают хорошей стойкостью к действию органических веществ, таких как масла и растворители.

​

Свойства теплоизоляционных материалов

• Прочность на сжатие - это величина нагрузки (КПа), вызывающей изменение толщины изделия на 10%.
• Сжимаемость - способность материала изменять толщину под действием заданного давления. Сжимаемость характеризуется относительной деформацией материала под действием нагрузки 2 КПа.
• Сорбционная влажность - равновесная гигроскопическая влажность материала при определенных условиях в течение заданного времени. С повышением влажности теплоизоляционных материалов повышается их теплопроводность.
• Морозостойкость - способность материала в насыщенном влагой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения. От этого показателя существенно зависит долговечность всей конструкции, однако, данные по морозостойкости не приводятся в ГОСТ или ТУ.
• Огнестойкость - способность материала выдерживать воздействие высоких температур без воспламенения, нарушения структуры, прочности и других его свойств.

​

Органические теплоизоляционные материалы.

Органические теплоизоляционные материалы— это материалы, получаемые переработкой неделовой древесины и отходов деревообработки, сельскохозяйственных отходов, торфа и т. д. Эти теплоизоляционные материалы отличаются низкой водо - и биостойкостью , кроме газонаполненных пластмасс. О собенность большинства органических теплоизоляционных материалов — низкая огнестойкость, поэтому их применяют обычно при температурах не свыше 150 °C, а также в качестве среднего слоя (штукатурные фасады, трехслойные панели, стены с облицовкой, облицовки с ГКЛ и т. п.)

Органические теплоизоляционные материалы

Основным сырьем для их изготовления служит древесина в виде отходов (опилки, стружка, горбыль, рейка) и другое растительное сырье волокнистого строения (камыш, солома, малоразложившийся верховой торф, костра льна и конопли).

Для повышения огнестойкости, биостойкости и водостойкости в теплоизоляционных материалах на основе органики вводят антипирены, антисептики и гидрофобизаторы.

​

Древесноволокнистые плиты

Древесноволокнистые плиты: ДВП изготавливают из неделовой древесины, отходов лесопильной и деревообрабатывающей промышленности, бумажной макулатуры, стеблей соломы, кукурузы, хлопчатника и некоторых других растений.

Достоинство:  большие размеры - длина до 3 м, ширина - до 1,6 м, т.к. это способствует индустриализации строительно-монтажных работ и уменьшению трудозатрат.

 Используют для тепло - и звукоизоляции стен, потолков, полов, перегородок и междуэтажных перекрытий, утепления кровли (особенно в деревянном домостроении), акустической отделки специальных помещений (радиостудий, машинописных бюро, концертных залов).

Недостатки: обладают высоким водопоглащением, отличаются значительной гигроскопичностью , при изменении влажности окружающей среды меняют свои размеры, в них могут развиваться дереворазрушающие грибы, такие плиты легче воспламеняются, чем обычная древесина.

​

Древесностружечные плиты�

• Эти материалы представляют собой изделия, получаемые прессованием древесной стружки с добавкой синтетических смол.
• Достоинства:  более простая технология изготовления, они отличаются большей прочностью, но имеют немного большую плотность. Другие свойства древесностружечных плит и области их применения - те же, что и у древесноволокнистых. Стоят они приблизительно столько же, сколько и ДВП.

Арболит�

• Этот теплоизоляционный материал представляет собой разновидность легкого бетона, изготавливаемого из рационально подобранной смеси цемента, органических заполнителей, химических добавок и воды.
• Применяют для возведения навесных и самонесущих стен и перегородок, а также в качестве теплоизоляционного материала в стенах, перегородках и покрытиях зданий различного назначения.
• Материал относится к категории труднопоражаемых грибами и трудносгораемых материалов.

Фибролит�

• Этот плитный материал обычно изготавливается из специальных древесных стружек (древесной шерсти) и неорганического вяжущего вещества. Древесную шерсть получают на специальных станках в виде тонких и узких лент. В качестве вяжущего используют портландцемент, реже - магнезиальное вяжущее.
• Не горит открытым пламенем, легко обрабатывается: его можно пилить, сверлить и вбивать в него гвозди.
•  Шероховатая поверхность фибролита способствует хорошему сцеплению со штукатуркой.

Торфоизоляционные изделия�

• Этот теплоизоляционный материал получают из торфа путем его формовки и тепловой обработки.
• Торфяные плиты - горючий материал. Температура воспламенения - около 160°С, а самовоспламенения - около 300°С.
• Эти теплоизоляционные изделия применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий 3-го класса и поверхностей промышленного оборудования с рабочей температурой от - 60°С до 100°С.

Эковата�

Древесный материал, изготавливается из макулатуры. 80% эковаты состоит из газетной бумаги, а 20% приходится на нелетучие, безопасные для здоровья добавки, служащие антисептиками и антипиренами.

Эковата позволяет зданию «дышать». Она не содержит летучих, опасных для здоровья человека химикатов. Входящие в состав эковаты бор и борная кислота благодаря своим антисептическим свойствам защищают эковату и соприкасающиеся с ней деревянные конструкции от гниения и грибковых болезней. 

При возгорании эковата не выделяет никаких токсичных газов.

Войлок строительный�

• Характерными особенностями войлочных материалов являются их волокнистое строение, органическое происхождение (синтетические волокна, волокна животного - шерсть - или растительного происхождения).
• горюч, и применяют его главным образом в деревянных постройках: для утепления наружных дверей, оконных коробок, для тепловой и звуковой изоляции стен и потолков под штукатурку, утепления наружных углов в рубленых домах, при оконных и дверных работах.
• Войлоки, пропитанные глиняным раствором, используются при печных работах в противопожарных целях.

Камышит�

• Это теплоизоляционный материал в виде плит, спрессованных из стеблей обыкновенного камыша.
• Камышит загнивает при увлажнении, не держит гвозди, способен возгораться, подвержен порче грызунами. Эти недостатки можно уменьшить путем пропитки плит антисептиками или оштукатуриванием.
• Камышит применяют для заполнения стен каркасных зданий, устройства перегородок, утепления перекрытий и покрытий в малоэтажном строительстве, для теплоизоляции небольших производственных помещений в сельскохозяйственном строительстве.

Пробковые плиты�

• Пробковые теплоизоляционные плиты производят на основе коры пробкового дуба. Это натуральный природный нестареющий материал. Ячейка, из которой состоит пробка (их приблизительно 40 млн. в 1 см3), состоит из минимального количества твердого вещества и максимального количества воздуха.
• Материалы из пробки - легкие, прочные на сжатие и на изгиб. К тому же этот материал не поддается усадке и гниению. Не подвергается воздействию щелочей, легко режется, это гарантирует чистую и быструю работу, химически инертна и очень долговечна, никогда не покрывается плесенью, и ее физические свойства практически не меняются с течением времени, хорошо сопротивляется атакам грызунов. 

Отражательные теплоизоляционные материалы �

• Отражательные теплоизоляционные материалы: изготавливают с применением фольги: из алюминия, меди, латуни, стали и других металлов. Чаще других используют алюминиевую фольгу, которую еще называют альфолью. Теплозащитные свойства альфоли обусловлены тем, что она имеет коэффициент излучения приблизительно в 10-15 раз меньший, чем у обычных строительных материалов, гладкую полированную поверхность и поэтому хорошо отражает тепловые лучи, снижая потери тепла в окружающую среду. К ним относятся: Пенофол, Армофол, Теплоизоляция БАТ, Жидкая фольга,Пенофол,Армофол

​

Неорганические теплоизоляционные материалы�

• Неорганические теплоизоляционные материалы и изделия изготовляют на основе минерального сырья (горных пород, шлака, стекла, асбеста).К этой группе относят минеральную, стеклянную вату и изделия из них, некоторые виды легких бетонов на пористых заполнителях (вспученном перлите и вермикулите), ячеистые теплоизоляционные бетоны, пеностекло, асбестовые и асбестосодержащие материалы, керамические и др.
• Используют как для утепления строительных конструкций, так и для изоляции горячих поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов.

​

Минеральная вата�

• Минеральную вату используют также в качестве теплоизоляционной засыпки пустотелых стен и покрытий, для этого ее предварительно гранулируют (т. е. превращают в рыхлые комочки).
• Минеральная вата не горит, ее не портят грызуны. Следует помнить, что при работе с минеральной ватой необходимо соблюдать меры предосторожности, т.к. стеклянные волокна могут вызвать раздражение кожного покрова и слизистой оболочки.

​

Стеклянная вата�

• Изготавливают стекловату из стеклянного боя или из тех же компонентов, что и оконное стекло (кварцевый песок, известняк или мел, сода или сульфат натрия)
• Стеклянная вата почти не дает усадки в процессе эксплуатации, а ее волокна не разрушаются даже при длительной вибрации.
• Она хорошо поглощает звук, малогигроскопична, морозостойка.
• Стекловата имеет повышенную химическую стойкость, не горит и не тлеет.

Пеностекло�

• Этот материал изготавливают путем спекания стеклянного порошка или некоторых пород вулканического происхождения с газообразователями (известняк, антрацит). При температуре 800-900°С стекло начинает спекаться, а выделяющиеся газы при этом образуют большое количество пор. В результате такого строения пеностекло имеет высокие теплоизоляционные свойства.
• Применяют пеностекло обычно как утеплитель стен, перекрытий, полов и кровли промышленных и гражданских зданий, в конструкциях холодильников, а также для изоляции тепловых установок и сетей. Плиты из пеностекла используют для изоляции поверхностей с температурой 180°С, а также для декоративной отделки интерьеров.

​

 Асбест и изделия на его основе�

• Асбестом называются минералы группы серпентинов или амфиболов, имеющих волокнистое строение, способные при механическом воздействии разделяться на тончайшие волоконца. 

​

Асбест и изделия на его основе�

1. Хризотил-асбест - этот материал обладает высокой прочностью на разрыв по оси волокнистости. 

2. Асбестовая бумага - этот материал изготавливается в виде рулонов и листов из асбестового волокна 5-6-го сортов, с небольшим количеством склеивающих веществ (крахмал, казеин). Выпускают ее гладкой и гофрированной. Гладкую асбестовую бумагу применяют в качестве теплоизоляционных прокладок при изоляции трубопроводов. Гофрированную бумагу используют для производства ячеистого асбестового картона.

3. Асбесто-магнезиальный порошок- этот материал получают путем смешивания измельченного асбеста с водной углекислой солью магния. Применяют этот вид ТИМ для тепловой изоляции промышленного оборудования при температуре до 350°С. Порошок используют не только в виде засыпной теплоизоляции, но и для приготовления мастик, плит, сегментов.

4. Асбестовый шнур- этот вид изоляционного материала получают из нескольких крученых нитей или ровницы, сложенных вместе в сердечнике и обвитых или оплетенных снаружи асбестовой нитью (пряжей). Применяют асбестовый шнур для теплоизоляции промышленного оборудования и теплопроводов. 

5. Асбестовый картон- применяют для теплоизоляции трубопроводов с температурой эксплуатации до 500°С, для защиты деревянных и легковоспламеняющихся предметов. В виде плит он применяется для теплоизоляции плоских поверхностей, в виде полуцилиндрических покрышек - для изоляции трубопроводов.

​

​

​

​

​

Вспученные минеральные теплоизоляционные материалы

При изготовлении материалов и изделий вводят газообразующие добавки, которые разлагаются при повышенной температуре. К этой группе относят пеностекло, вспученные вермикулит и перлит, а также газобетон и газосиликат.

Вспученные минеральные теплоизоляционные материалы�

• 1. Вермикулит- Вспученный вермикулит обладает высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами, не токсичен, не подвержен гниению, плюс к этому он препятствует распространению плесени. Технические свойства: высокая температуростойкость, огнестойкость, отражающая способность.
• 2. Шунгизит- Применяют шунгизит как заполнитель в производстве легких и особо легких теплоизоляционных бетонов, а также в качестве засыпной теплоизоляции.
• 3. Газобетон и газосиликат-  применяют для утепления стен и бесчердачных кровель промышленных и жилых зданий и для изоляции тепловых сетей и промышленного оборудования.
• 4. Вспученный перлит- перлитовый песок используют в растворах и бетонах, идущих на приготовление теплоизоляционных изделий, огнезащитных и декоративных штукатурок.
• 5. Пеностекло- применяют для тепловой изоляции ограждающих конструкций, холодильников, промышленного оборудования, работающего при повышенных температурах, а также в качестве декоративного отделочного материала.

​

​

​

​

​

 Вспененные минеральные теплоизоляционные материалы�

• Изоляционные материалы данной группы получают путем приготовления так называемой пеномассы (смеси тонкодисперсных минеральных компонентов с добавками воды и технической пены) с последующей формовкой изделий и термической обработкой.

​

Пенодиатомитовый ультралегковес

Шамот

Диатомитовый ультралегковес

Вспененные минеральные теплоизоляционные материалы

• 1. Шамот- обожженная до спекания огнеупорная глина, подвергнутая затем измельчению (тонкость помола: удельная поверхность - до 8000 см2/г).
• 2. Диатомитовый ультралегковес- готовят на основе кремнеземистых органических осадочных пород диатомита и трепела, состоящих в основном из амфорного кремнезема с добавлением органических хорошо выгорающих добавок (например, опилок).
• 3. Пенодиатомитовый ультралегковес- это самый легкий керамический материал, однако он дороже 2-х предыдущих. Готовят его путем смешивания диатомитового шликера и технической пены.

​

​

​

 Рекомендации по использованию эффективных теплоизоляционных материалов�

Чтобы теплоизоляция давала требуемый эффект в течение всего срока службы конструкции дома или другого помещения, в последних необходимо правильно применять подходящие утеплители. Правильно выбранные материалы и аккуратно произведенные изоляционные работы приводят к следующему:

• 1. Сокращаются эксплуатационные расходы по зданию за счет уменьшения потребности в отоплении и благодаря тому, что внутреннюю температуру воздуха можно понизить путем повышения температуры поверхностей и уменьшения сквозняков.
• 2. Благодаря равномерности распределения температуры по гладкой стене создается более здоровый внутренний климат.
• 3. Отпадает надобность в кропотливых и дорогостоящих ремонтных работах, вызванных дефектами в изоляции.

​