Теплоизоляционные материалы. Обзор современных теплоизоляционных материалов

Теплоизоляционные материалы — строительные материалы и изделия, обладающие малой теплопроводностью и предназначенные для тепловой защиты зданий, технической изоляции, защиты от нагревания.

Основные характеристики теплоизоляционных материалов.

Коэффициент теплопроводности. Характеризует теплопроводность материала и равен количеству теплоты, проходящей через материал толщиной 1 м и площадью 1 кв. м за час при разности температур на двух противоположных поверхностях в 10°С. Измеряется в Вт/ (м*К) или Вт/(м*С). Теплопроводность зависит от влажности материала (вода проводит тепло в 25 раз лучше, чем воздух, то есть материал не будет выполнять свою теплоизолирующую функцию, если ом мокрый), его температуры, химического состава материала, структуры, пористости.

Пористость — доля объема пор в общем объеме материала. Для теплоизоляции пористость начинается от 50% и до 90-98% (Например, у ячеистых пластмасс). Пористость определяет основные свойства теплоизоляции: плотность, теплопроводность, прочность, газопроницаемость и др. Важно равномерное распределение воздушных пор в материале и характер пор. Поры бывают открытые, закрытые, крупные, мелкие.

Плотность — отношение массы материала к занимаемому им объему, измеряется в кг/куб. м.

Паропроницаемость — величина, численно равная количеству водяного пара в миллиграммах, которое проходит за 1 час через слой материала площадью 1 кв. м и толщиной 1 м при условии, что температура воздуха у противоположных сторон слоя одинакова, а разность парциального давления водяного пара равняется 1 Па.

Влажность — содержание влаги в материале.

Очень важной характеристикой является сорбционная влажность (равновесная гигроскопическая влажность материала при различной температуре и относительной влажности воздуха).

Водопоглощение — это способность материала впитывать и удерживать в порах влагу при прямом контакте с водой. Определяется количеством воды, поглощаемым материалом с нормальной влажностью, когда он находится в воде, к массе сухого материала. Значительно снизить водопоглощение минеральной ваты помогает гидрофобизация (введение специальных добавок, отталкивающих влагу).

Биостойкость — способность материала противостоять воздействию микроорганизмов, грибков и некоторых видов насекомых. Микроорганизмы живут там, где есть влага, поэтому для повышения биостойкости теплоизоляция должна быть водостойкой.

Огнестойкость — способность конструкций в течение определенного времени выдерживать без разрушения воздействие высоких температур. Показатели пожарной безопасности: горючесть (Г), воспламеняемость (В) распространение пламени по поверхности (РП), дымообразующая способность (Д) и токсичность продуктов горения ©.

Прочность — предел прочности при сжатии колеблется от 0,2 до 2,5 МПа. Если прочность при сжатии выше 5 МПа, то материалы называют теплоизоляционно-конструктивными и используют для несущих ограждающих конструкций. Предел прочности при изгибе (показатель для плит, скорлуп, сегментов) и предел прочности при растяжении (для матов, войлока и т.п.) нужны для того, чтобы определить, достаточна ли прочность для сохранности материала при транспортировании, складировании, монтаже.

Температуростойкость — это температура, выше которой материал изменяет свою структуру, теряет механическую прочность и разрушается, а органические материалы могут загораться.

Теплоемкость — это количество теплоты, аккумулированное теплоизоляцией, измеряется в кДж/(кг°С). Важная характеристика в условиях частых теплосмен.

Морозостойкость — способность выдерживать многоразовое изменение температур от стадии замораживания до стадии оттаивания попеременно, без видимых признаков нарушения структуры.

Виды теплоизоляционных материалов.

Минеральная вата.

Это любой волокнистый утеплитель, получаемый из минерального сырья (мергелей, доломитов, базальтов и др.). Минеральная вата высокопористая (до 95% объема занимают воздушные пустоты), поэтому у нее высокие теплоизоляционные свойства.

Минеральная вата занимает одно из первых мест среди теплоизоляции. Связано это с доступностью сырья для ее производства, несложной технологией получения и, как следствие, доступной ценой. О ее теплопроводности сказано выше, отметим следующие ее достоинства:

• не горит;

• малогигроскопична (при попадании влаги тут же ее отдает, главное — обеспечивает вентиляцию);

• гасит шум;

• морозостойкая;

• стабильность физических и химических характеристик;

• длительный срок эксплуатации.

Недостатки:

• при попадании влаги теряет теплоизолирующие свойства;

• требует пароизоляционной и гидроизоляционной пленки при монтаже;

• уступает по прочности (например, пеностеклу).

Стекловата.

Производится из волокна, полученного из того же сырья, что и стекло (кварцевый песок, известь, сода). Выпускается в виде рулонных материалов, плит и скорлуп (для трубной изоляции).

В целом достоинства стекловаты те же, что и у минеральной ваты. При этом она прочнее и лучше гасит шум. Недостаток: температуростойкость стекловаты 450°С — ниже, чем у базальтовой (речь идет о самой вате, без связующего). Эта характеристика важна для технической изоляции.

Пеностекло.

Производится путем спекания стеклянного порошка с газообразователями (например, известняком). Пористость материала 80-95%, что и обуславливает высокие теплоизоляционные свойства пеностекла.

Достоинства пеностекла:

• прочность;

• водостойкость;

• несгораемость;

• морозостойкость;

• легкость механической обработки;

• срок службы практически неограничен;

• биологическая стойкость, химическая нейтральность.

Недостатки:

• пеностекло не дышит;

• высокая стоимость (применяется в основном на промышленных объектах для плоских кровель).

Целлюлозная ват.

Целлюлозная вата — это древесноволокнистый материал мелкозернистой структуры (например, эковата). Состоит на 80% из древесного волокна, на 12% из антипирена (борной кислоты) и на 7% из антисептика (буры).

Методы укладки материала: мокрый и сухой. При мокром способе вату выдувают, что требует специального оборудования (в волокнах ваты находится вещество пектин, которое обладает клейкостью при увлажнении).

Сухой способ: вата засыпается и трамбуется до необходимой плотности.

Достоинства:

• низкая цена;

• монолитность теплоизоляционного слоя (нет «мостиков холода»);

• безопасность при производстве и монтаже;

• хорошая теплоизолирующая способность;

• нанесение методом «напыления» позволяет изолировать углубления и зазоры;

• в ряде случаев пароизоляция не требуется (целлюлозная вата впитывает и отдает влагу без ухудшения теплоизолирующих свойств).

Недостатки:

• материал горючий;

• трудоемкость в укладке;

• низкая прочность на сжатие (не подходит для «плавающих» полов).

Пробковая теплоизоляция.

Производится из коры пробкового дуба. Отличительные черты — материал экологичный, легкий, прочный на сжатие и изгиб, не поддается усадке и гниению. Пробка легко режется (удобно работать), химически инертна и долговечна (до 50 лет и более).

Черный (чистый) агломерат производится из пробковых гранул, скрепленных между собой суберином (натуральной смолой, также входящей в состав пробки). При производстве агломерата не применяют синтетических веществ и материалов.

Белый агломерат изготавливается из измельченной пробковой коры, спрессованной при высокой температуре. В качестве связующего вещества здесь может выступать органический клей, смолы или желатин.

Материалы из пробки не горят, а только тлеют (при наличии источника открытого огня). Поэтому их обрабатывают составами, чтобы они были негорючими. При тлении пробка не выделяет вредных веществ. В качестве теплоизоляции в основном применяют плиты толщиной 25-50 мм. Температура применения не выше 120°С.

Пенопласт.

Так называют не один материал, а целое семейство теплоизоляции. Основные виды:

1. Термопластичные, размягчающиеся при повторных нагреваниях

• пенополистиролы (ПС);

• пенополивинилхлориды (ПВХ).

2. Термонепластичные, отвердевающие при первом цикле нагревания и не размягчающиеся при повторных нагреваниях:

• пенополиуретаны (ПУ);

• материалы на основе фенолформаль-дегидных (ФФ), эпоксидных (Э) и кремний-органических (К) смол.

Самые распространенные — полистирольные пенопласты. Производятся одним из двух методов — беспрессовым (ПСБ) или прессовым (ПС — более распространен). Структура материала -маленькие, скрепленные между собой шарики.

Достоинства:

• прочность;

• высокие теплоизолирующие свойства;

• низкое водопоглощение;

• невысокая цена;

• удобство в работе;

• практически не имеет нижней температурной границы.

Недостатки:

• влага все-таки проникает в материал и при замораживании разрушает его структуру;

• горючесть;

• деструкция от солнца;

• не «дышит».

Пенополиуретан.

Его получают при реакции двух жидких, компонентов (изоционата и полиола), в результате которой образуются микрокапсулы, заполненные воздухом.

Достоинства:

• возможность утеплять неровные поверхности;

• сплошная изоляция (отсутствие стыков);

• экономия времени монтажа;

• широкий диапазоне температур применения (от -250°С до +180°С);

• биологическая нейтральность, устойчивость к микроорганизмам, плесени, гниению;

• высокая эластичность.

Недостатки:

• горючесть (при горении выделяет токсичные вещества);

• требуется специальная установка для задувки;

• не «дышит».

Экструдированный пенополистирол.

Свое название получил из-за метода, которым его производят (экструзия). Имеет прочную, цельную микроструктуру, представляющую собой закрытые ячейки, заполненные газом (воздухом). Ячейки непроницаемы, потому что, в отличие от пенопласта, не имеют микропор, следовательно, проникновение газа и воды из одной ячейки в другую невозможно.

Достоинства:

• высокая прочность по сравнению с пенопластом;

• самый низкий показатель водопоглощения;

• долговечен, не разрушается под действием солнца», атмосферных осадков;

• низкая теплопроводность;

• инертность (не вступает в реакцию с большинством веществ);

• нетоксичен.

Недостатки:

• горючий;

• не «дышит».

mega-remont.com

Комментарии закрыты.

Календарь
Октябрь 2018
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Сен    
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031