Утепляющие материалы из минерального сырья
Минеральная вата – это собранные воедино стекловидные волокна, длина которых может составлять от 2 до 60 мм. Для ее получения горные породы (базальт, мергель и т. п.) или отходы металлургического промышленного производства подвергают расплавлению.
В процессе изготовления между волокнами образуется пространство, в котором сохраняется воздух, занимающий до 95 % от общего объема. Именно этим определены достаточно высокие теплоизолирующие параметры минеральной ваты. Плотность данного материала составляет 75–150 кг/м3 (в зависимости от этого выделяют 3 разновидности – 75, 100 и 150). Термическая устойчивость сохраняется при температуре до 600° C.
Минеральная вата по степени распространения и объемам использования в жилищном строительстве в настоящее время занимает лидирующее место среди теплоизолирующих материалов, имеющих неорганическое происхождение. Это обусловлено сравнительной простотой и низкой себестоимостью производства, а также доступностью сырья, необходимого для изготовления. Кроме того, минеральная вата обладает таким достоинством, как низкая горючесть.
Среди недостатков нужно указать на склонность к уплотнению, снижению в следствии этого теплосберегающих характеристик, комкование, повышенную хрупкость и истирание в пыль. Чтобы повысить теплотехнические свойства для отделки конструкций, которые планируется эксплуатировать в условиях очень высокой (до 600° С) или низкой (до –200° С) температуры, минеральную вату применяют не самостоятельно, а в сочетании с материалами с соответствующими качествами. Среди них можно назвать жесткие и полужесткие плиты, сегменты скорлупы и войлок.
Для утепления помещений зданий рекомендуется использовать так называемую рыхлую минеральную вату. Она представляет собой остаточный продукт производства других утеплителей. С ее помощью можно без труда отделать, например, чердачное помещение. Для этого данным материалом наполняют специальное пневматическое приспособление, после чего методом распыления наносят на рабочие поверхности на необходимую толщину.
Чтобы повысить теплоизоляционные характеристики наружных ограждающих конструкций, используют прошивные плиты, изготовленные из минеральной ваты. При плотности от 100 до 200 кг/м3 они имеют коэффициент теплопроводности 0,052–0,062 Вт/(м°С). Минераловатные плиты выпускают в форме полотен, ширина которых варьируется от 90 до 130 см, толщина составляет 0,06 м, а длина достигает до 2 м.
В зависимости от применяемого для усиления материала минераловатные плиты делят на 3 основные группы:
– на стеклохолщовой обкладке. Размер таких плит составляет 200 ? 60 ? 4 см. Их плотность равна 125– 175 кг/м3, а коэффициент теплопроводности достигает 0,044 Вт/(м°С);
– на металлической арматуре. Размер подобных полотнищ – 300 ? 50 ? 5 см. При плотности 100 кг/м3 коэффициент теплопроводности равен 0,05 Вт/(м°С).
– с добавлением крахмального связующего компонента и обкладкой из ткани или бумаги. Размер плит данного типа составляет 100–200 ? 95–200 ? 4–7 см. Они характеризуются плотностью 100 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности 0,044 Вт/(м°С).
Смешивая исходное сырье со связующей добавкой, имеющей синтетическое происхождение, получают полужесткие плиты для теплоизоляции жилых помещений. Их виды и теплотехнические параметры различаются в зависимости от свойств пропитки и способа ее производства:
– минераловатные плиты с фенолоспиртовой пропиткой, изготовленные путем охлаждения. Коэффициент теплопроводности таких утеплителей составляет 0,046 Вт/(м°С) при плотности в 100 кг/м3;
– минераловатные плиты с пропиткой из карбамидовой смолы, полученные путем воздействия высокой температуры. Плотность подобных материалов составляет от 80 до 100 кг/м3, а коэффициент теплопроводности – 0,031–0,058 Вт/(м°С).
Те виды минераловатных плит, которые производятся с использованием битумного связующего, по сравнению с указанными выше материалами характеризуются большей хрупкостью и плотностью. Помимо этого, они выглядят менее привлекательно.
Жесткие минераловатные плиты изготавливают на основе исходной минеральной массы и связующей добавки, в качестве которой могут выступать битумные или синтетические компоненты, а также вещества неорганического происхождения (глина, цемент и т. п.). В дальнейшем полученную смесь уплотняют и высушивают. Для повышения прочностных характеристик материала в сырье вводят коротковолокнистый асбест.
Коэффициент теплопроводности жестких минераловатных плит с добавлением битумного связующего достигает 0,042 Вт/(м°С). Если применяют связующий компонент, имеющий синтетическое происхождение, данный показатель снижается до 0,04 Вт/(м°С). Минераловатные плиты обоих типов поступают в продажу в виде полотен размером 100 ? 50 ? 6 см.
Минераловатные плиты с битумным связующим отличаются устойчивостью к поражению насекомыми и грибком. Помимо этого, в число их достоинств входит низкая степень гигроскопичности. Главной характеристикой минераловатных плит с синтетическим связующим компонентом является особая прочность, в связи с чем их широко используют для повышения теплосберегающих качеств крупнопанельных конструкционных элементов.
При возведении и утеплении индивидуальной постройки настоятельно рекомендуется применять минераловатные плиты, имеющие более низкую прочность, но обладающие при этом высокими теплоизолирующими свойствами.
Мягкие минераловатные плиты, или минеральный войлок, выпускают в виде рулонов. При толщине 5–10 см ширина полотен в зависимости от разновидности составляет 45, 50 и 100 см, а длина – 100, 150 и 200 см соответственно. Подобные утеплители имеют плотность от 100 до 150 кг/м3 и коэффициент теплопроводности 0,046–0,052 Вт/(м°С).
Сырьем для производства минераловатного войлока является шерсть животных низкого сорта. В процессе обработки ее смешивают с клейстером, приготовленным из крахмала, и растительными волокнами. Затем массу пропитывают 3 %-ным раствором фтористого натрия. Это поможет предотвратить ее повреждение молью. На заключительном этапе материал хорошо высушивают.
Минераловатный войлок используют главным образом для повышения теплоизолирующих свойств ограждающих конструкционных элементов и перекрытий в жилых постройках, выполненных из различных материалов – бетона, кирпича и дерева. Обладая эластичной и мягкой структурой, он также пригоден для заделывания зазоров между деталями дверных и оконных блоков или стеновыми перекрытиями.
Одним из основных недостатков минерального войлока является подверженность уплотнению с течением времени. Такое явление приводит к увеличению показателей плотности материала практически в 2 раза, что, в свою очередь, отрицательно сказывается на теплоизолирующих качествах.
