Утеплители - минеральная вата, пенополистирол, пенополиуретан

Минеральная вата

     Минеральная вата представляет собой волокнистый теплоизоляционный материал, получаемый путём плавления силикатных горных пород, металлургических шлаков и их смесей. Используя для склеивания волокон синтетическое связующее, из минеральной ваты производят ряд утеплителей для строительных объектов. Теплоизоляционные изделия из минеральной ваты включают в себя плиты (мягкие, полужесткие, повышенной жесткости, с гофрированной структурой), рулонные материалы – маты, а также войлок, скорлупы, сегменты и другие.

     По виду сырья минеральную вату подразделяют на каменную и шлаковую. В первом случае для производства используются горные породы – базальт, диабаз, известняк, доломит, во втором – шлаки, являющиеся отходами производства металлов.

     Процесс производства минеральной ваты включает в себя несколько этапов:

• подготовку сырья;
• получение расплава;
• формирование волокон;
• осаждение волокон;
• получение минераловатного ковра.

     Важным шагом при производстве минеральной ваты является расчет состава смеси сырьевых материалов – шихты. От него во многом зависят дальнейшие свойства полученного материала.

     Процесс получения расплава обычно осуществляется в вагранках – шахтных плавильных печах. Сырьё загружается вместе с коксом, который является топливом. При температуре 1300-1400°С образуется расплав, который непрерывным потоком поступает из нижней части вагранки. Формирование минерального волокна производят дутьевым или центробежным методом. Первый заключается в воздействии на струю расплава струи водяного пара или сжатого газа, второй основан на использовании центробежной силы, превращающей горячий жидкий шлак или камень в тончайшие волокна. Полученные нити попадают в камеру осаждения, а оттуда поступают на конвейер под уплотняющие их валки. Следующим этапом становится введение связующего, позволяющего формировать плиты или маты, а затем, после дополнительного формования и уплотнения, минераловатный ковёр подвергается продольной и поперечной резке на плиты или маты заданного размера.

     Свойства минеральной ваты

     Минеральная вата отличается высокой теплоизоляционной и звукоизоляционной способностью, негорючестью и влагостойкостью.

     Теплоизоляционные свойства материала основаны на его низкой теплопроводности, которая в свою очередь складывается из теплопроводности твердой основы, теплопроводности воздушной прослойки и влаги, находящейся между волокнами. Во многом на теплопроводность влияет ориентация минераловатных волокон: их хаотическое расположение обеспечивает лучший результат. Однако вертикально ориентированные волокна позволяют создавать плиты меньшей плотности при относительно высокой прочности на сжатие.

     Негорючесть минеральной ваты позволяет отнести её в разряд противопожарной изоляции. Кроме того, минераловатные изделия эффективно препятствуют распространению пламени и под воздействием открытого огня не выделяют токсичных веществ. Структура минераловатных изоляционных материалов обеспечивает их высокие звукоизоляционные свойства: между хаотично расположенными волокнами не возникают звуковые волны. Это позволяет использовать минераловатные изделия в качестве эффективного звукоизолятора.

     Благодаря пропитке специальными водоотталкивающими составами, минераловатные изделия приобретают такое свойство, как влагостойкость, поэтому проводить работы по утеплению строительных объектов можно даже в дождливую погоду. Сохранение геометрических размеров на протяжении всего периода эксплуатации позволяет избежать «мостиков холода», обычно возникающих на стыках плит и нарушающих теплоизоляцию всего объекта.

     Минераловатные теплоизоляционные изделия применяются в многослойных теплоизоляционных системах. Среди них системы наружного утепления «мокрого» типа, системы с утеплителем внутренней стороны ограждающей конструкции (слоистая кладка, трёхслойные бетонные или железобетонные панели, трёхслойные сэндвич-панели с металлическими обшивками), теплоизоляционный слой в навесных вентилируемых фасадах.

     На объектах, где изоляция подвергается нагрузке во время монтажа или в процессе эксплуатации, применяются жесткие минераловатные утеплители. Они используются для теплоизоляции цокольных конструкций, а в системах пола под цементную стяжку не только утепляют их, но и значительно повышают звукоизоляцию межэтажных перекрытий. Плиты повышенной жесткости рассчитаны на использование для изоляции покрытий из профилированного металлического настила или железобетона, без устройства стяжки. Для более эффективной теплоизоляции необходимо исключить контакт минераловатных изделий с окружающим воздухом.

     Минераловатные маты служат для устройства теплоизоляции трубопроводов теплоносителей в системах магистральных коммуникаций, а также трубопроводов и оборудования промышленных предприятий, где температура достигает +600оС. Кроме того минераловатные маты используют для утепления помещений, к которым предъявляются повышенные требования по экологической безопасности.

     Минеральная вата служит наполнителем металлических сэндвич-панелей. Нарезанная на ламели, она укладывается между их стенками таким образом, чтобы расположение волокон было вертикальным. Это обеспечивает высокие теплоизоляционные свойства панелей и придает им дополнительную жесткость.

     Низкая теплопроводность, высокая огнестойкость и водостойкость, а также долговечность изделий из минваты делают их незаменимыми при устройстве тепло- и звукоизоляции жилых зданий, производственных помещений, трубопроводов и других объектов. На сегодняшний день минераловатные плиты, маты и другие изделия прочно занимают первые позиции среди экологичных и эффективных теплоизоляционных материалов.

     Крупнейшие производители минеральной ваты: ISOVER, URSA, ROCKWOOL, PAROC, KNAUFINSULATION.

Пенополистирол (пенопласт)

     Пенополистирол (пенопласт) представляет собой жесткий вспененный термопласт, состоящий из сплавившихся гранул. Каждая гранула состоит из равномерно распределенных микроскопических плотных клеток заполненных воздухом. Пенополистирол на 98% состоит из воздуха и только на 2% из полистирола. Такая структура и придает замечательные свойства материалу, получившему заслуженное признание во всем мире.

     Основные свойства:

• низкая удельная теплопроводимость, низкое термическое расширение;
• структурная стабильность в широком диапазоне температур;
• устойчивое сопротивление широкому ряду химических средств;
• высокое сопротивление диффузии водяных паров;
• высокая стойкость к биологическому воздействию;
• высокая прочность при низкой плотности;
• низкая динамичная жесткость, обеспечивающая качественную звукоизоляцию от ударного шума;
• небольшой вес;

    Экологическая безопасность пенополистирола

     Преимущества и недостатки плит из пенополистирола

     Пенополистирол не является гигроскопичным и, соответственно, под воздействием влаги не теряет термоизоляционных свойств. Периодическое появление конденсации водяного пара, которое может иметь место по толщине пенополистирола, не будет иметь серьезных последствий. Несмотря на то, что это полимер, он не содержит вредных для здоровья веществ. Пенополистирол очень легкий и имеет хорошие прочностные характеристики (прочность на разрыв – около 80 кПа, а прочность на сжатие – около 130 кПа). Напряжение при 10% сжатии пенополистирола, составляет около 80 кПа. Пенополистирол более технологичен благодаря таким прочностным характеристикам. К недостаткам пенополистирола можно отнести невысокие звукоизоляционные свойства. Низкий коэффициент паропроницаемости: около 12х106 г/(м.ч.Па). Температура выше +80°С может подразрушать пенополистирол, он нестоек к воздействиям большинства органических растворителей. В системе скрепленной теплоизоляции можно использовать пенополистирол, удовлетворяющий требования стандарта ДСТУ Б.В.2.7894. Кроме того, этот материал не должен распространять огонь, то есть он должен быть самозатухающим, а также иметь заявленную производителем стабильность размеров (после периода выдержки в 1,52 месяца). Плиты из пенополистирола, нарезанные из выдержанных блоков, должны быть плоскими и со стабильными размерами.

Пенополиуретан

     Пенополиуретан на 85-90% состоит из воздуха. Образование пенополиуретана происходит при реакции между собой двух компонентов в жидком состоянии: полиола и полиизоционата. Из тонны пенополиуретана можно получить примерно 20 кубических метров тепловой изоляции при плотности 50 кг/м м3.

     Напыление пенополиуретана - это современным метод создания тепло- и гидро-изоляционных покрытий. Пенополиуретан обладает способностью покрывать поверхность практически любой формы с отличной адгезией и позволяет проектировать и производить теплоизоляцию всевозможных элементов зданий и сооружений, имеющих сложные формы. Кроме того, пенополиуретан напыляется практически на любые материалы: дерево, стекло, металл, бетон, кирпич, не зависимо от конфигурации поверхности. В результате этого отсутствует необходимость в специальном крепеже изоляции.

     При напылении пенополиуретаном слой получается монолитным, без стыков. При заливке все пространство полости заполняется однородным материалом.

     Преимущества пенополиуретана:

• пенополиуретан (ППУ) обладает очень низкой теплопроводностью;
• пенополиуретан (ППУ) - долговечен - срок службы ППУ не менее 25 лет, если нет механических повреждений;
• теплопроводность пенополиуретана (ППУ) в отличие от большинства теплоизоляционных материалов не зависит от влажности среды;
• пенополиуретан (ППУ) биологически нейтрален и устойчив к микроорганизмам, плесени, а также гниению;
• пенополиуретан (ППУ) относится к группе трудносгораемых материалов, при отсутствии открытого пламени пенополиуретан не горит;
• пенополиуретан (ППУ) - это высокая технологичность, обеспечивающая наиболее сжатые сроки работ ( за смену напыление до 500 м2).

     Для полиуретановой теплоизоляции характерно следующее:

     • самый низкий коэффициент теплопроводности
     • высокая адгезия к различным материалам
     • термическая прочность
     • низкая плотность
     • низкая паропроницаемость
     • малое водопоглощение
     • антикоррозионная защита
     • устойчивость формы
     • легкость
     • экологическая безопасность
     • долговечность покрытия

     Методом заливки ППУ в пресс-форму можно получать теплоизоляционные панели типа «сэндвич», состоящие из отвердевшего пенополиуретана и облицовочных листов. В конструкцию панелей также входят быстродействующие замки для прикрепления панелей друг к другу. Пенополиуретановые сэндвич - панели гораздо легче аналогичных панелей с теплоизоляцией из минеральной ваты за счет уменьшения толщины и отсутствия металлического каркаса. Благодаря легкости пенополиуретановой теплоизоляции нагрузка на фундамент более, чем в 100 раз меньше, чем при применении бетона или кирпича.

     Другим, также интересным направлением применения этой технологии, является утепление и гидроизоляция кровель зданий.

     Применение пенополиуретана в качестве кровельного материала очень эффективно, благодаря его уникальным свойствам. Применение пенополиуретана в этом случае дает возможность покрывать кровли любой сложности и формы, создавая покрытие без единого стыка. Нанесение материала может происходить как на новые конструкции, так и на старые, покрытые металлом, рубероидом или шифером. Демонтажа старого покрытия и подготовительных работ не требуется.

     Покрытие поверхности пенополиуретаном обеспечивает надежную гидроизоляцию и пароизоляцию кровли, что позволяет сократить расходы на применение дополнительных изоляционных материалов. Материал наносится на поверхность в жидком виде под давлением. Вспениваясь, через 5 – 7 секунд пенополиуретан затвердевает, принимая форму самой поверхности, не оставляя щелей и пустот. Теплоизоляционный слой из пенополиуретана легкий, не нагружает конструкцию. В то же время, обладая достаточной жесткостью и хорошим сцеплением с поверхностью, пенополиуретан укрепляет конструкцию, образуя трехслойный монолит.

     Преимущества напыляемого пенополиуретана

     Пенополиуретан напыляется практически на любые материалы: дерево, стекло, металл, бетон, кирпич, краску, не зависимо от конфигурации поверхности. В результате этого отсутствует необходимость в специальном крепеже изоляции. Кроме того, пенополиуретановое покрытие инертно к кислотным и щелочным средам, может работать в грунте, использоваться как кровельный материал. Единственное, что требует пенополиуретан - защиты от прямых солнечных лучей. Наиболее дешевой защитой является окрашивание нанесенного пенополиуретана.