Минеральная вата

1. ВВЕДЕНИЕ

В Центральной Европе минеральная вата широко применяется в качестве теплоизоляционного материала при строительстве зданий. Это обусловлено ее хорошими изоляционными свойствами, такими как высокая паропроницаемость, позволяющая избежать проблем с конденсатом, отличные термические свойства и легкость в использовании при строительстве . Более того, этот материал не наносит вреда окружающей среде, а также не обладает известными негативными свойствами в отношении здоровья человека.

Несмотря на тот факт, что в основном минеральная вата используется в качестве изоляционного материала при строительстве, ведется изучение и других возможных областей применения. Минеральная вата с гидрофильными добавками ускоряет перемещение воды в жидком состоянии , что облегчает процесс обессоливания кирпичной кладки, а также позволяет ее использовать для накопления воды в озелененных крышах. Она находит применение также во внутренних системах утепления .

Температурно-физические свойства гидрофильной минеральной ваты в сухом состоянии подробно описываются производителями, в то время как температурно-физическим параметрам данного материала во влажном состоянии уделяется не столь пристальное внимание. Таким образом, свойства материала приходится определять экспериментальным путем, выявляя их при полном диапазоне значений содержания влаги

Первый, самый длительный по времени, способ определения температурно-физических свойств состоит в экспериментальной оценке эмпирического отношения коэффициента теплопроводности гидрофильной минеральной ваты и величины содержания влаги. Пример – см. . Как бы то ни было, предпочтительнее было бы определить температурно-физические свойства материала каким-либо более быстрым методом. Техника усреднения является подходящим кандидатом для решения данной задачи.

В данной статье рассматриваются способы измерения базовых физических и температурно-физических свойств минеральной ваты с гидрофильными добавками  с последующим определением реального коэффициента теплопроводности при помощи методов усреднения.

Коэффициент теплопроводности является важным параметром для теплопроводящего материала, который в случае сухой гидрофильной минеральной ваты весьма низок, обычно в районе 0.04 Вт/мK. Коэффициент теплопроводности воды более чем на один порядок магнитуды выше, таким образом, материал теряет свои изоляционные качества с увеличением содержания влаги.

Накопление тепла определяется удельной теплоемкостью, которую для влажной гидрофильной минеральной ваты легко вычислить, используя простую смешанную формулу. Поскольку удельная теплоемкость воды намного выше, нежели у воздуха, удельная теплоемкость гидрофильной минеральной ваты растет с увеличением содержания влаги.

Не существует сведений о неизотропности теплопередачи для данного типа материалов, по крайней мере, детального анализа на этот счет не проводилось. Измерительные данные, которые разнятся у твердых и мягких компонентов гидрофильной минеральной ваты, могут помочь лучше описать   неизотропность панелей, находящихся в коммерческом производстве.

Экономичная штукатурная теплоизоляция.

Полимерные штукатурки можно только купить, их не изготовить самостоятельно. Но растворы на минеральных вяжущих экономичнее смешивать своими руками.

Заказать работу наемным рабочим дорого. Но, если смесь изготовить самостоятельно, общая цена несколько упадет. Многие застройщики экономят таким образом: нанимают штукатуров, а сами выполняют для них «черную» работу. С учетом того, что помощь подсобника оплачивается не за м2, а по дням, экономия может быть не значительной. Приблизительно 800-1200 руб/день.

Еще дешевле самостоятельная подготовка стены, выставление маяков и грубое оштукатуривание. «Спецам» останется только выровнять покрытие и нанести декоративный раствор.

Теплоизоляционная дешевая штукатурка для наружных работ.

Изолирующие смеси дороже обычных, поскольку сложнее. Своими руками, к тому же, можно сделать далеко не все.

Однако изготовление раствора на основе цемента под силам любому начинающему строителю и способно ощутимо снизить расход средств. В качестве наполнителя можно использовать как влагостойкие насыпные материалы (вспененное стекло, керамзитовые пески), так и не влагостойкое (опилки, перлит, вермикулит). Последние лишь защищают слоем плотного бетона.

Для внешней теплоизоляционной штукатурки возможно применение полистирольных наполнителей. Самый экономичный наполнитель – измельченный пенополистирол. Его стоимость нулевая, он бесплатен. Если использовать для измельчения пенопластовую упаковку.

Такой бетон широко применяется в России и за ее пределами. Он не плотен и не применим в конструкциях, требующих высокой прочности. Но для внешних утепляющих штукатурок вполне подходит.

Теплоизоляционная штукатурка своими руками для внутренних работ.

За квадратный метр отделки без наполнителя застройщики отдают меньше, чем за смесь с наполнителем. Поэтому некоторые, особенно «предприимчивые» строители, пытаются добавлять утепляющие подсыпки в готовые смеси. Это запрещено: такие манипуляции сильно ослабляют раствор, снижают его прочность и долговечность.

Чтобы снизить стоимость за кв. м. проще сделать замес самому, используя недорогие наполнители и вяжущее. Так глиняно-опилочный раствор практически бесплатен, хотя и не уступает по прочности гипсовому. data-matched-content-ui-type=»image_stacked» data-matched-content-rows-num=»2″ data-matched-content-columns-num=»3″ data-ad-format=»autorelaxed»>

Методы изучения параметров теплопроводности

При проведении изучения параметров теплопроводности надо помнить о том, что характеристики конкретного металла или его сплавов от метода его выработки. Например, параметры металла полученного с помощью литья могут существенно отличаться от характеристик материала изготовленного по методам порошковой металлургии. Свойства сырого металла коренным образом отличаются от того, который прошел через термическую обработку.

Термическая нестабильность, то есть преобразование отдельных свойств металла после воздействия высоких температур является общим для практически всех материалов. Как пример можно привести то, что металлы после длительного воздействия разных температур способны достичь разных уровней рекристаллизации, а это отражается на параметрах теплопроводности.

Структура стали после термической обработки

Можно сказать следующее – при проведении исследований параметров теплопроводности необходимо использовать образцы металлов и их сплавов в стандартном и определенном технологическом состоянии, например, после термической обработки.

Например, существуют требования по измельчению металла для проведения его исследований с применением способов термического анализа. Действительно, такое требование существует при проведении ряда исследований. Бывает и такое требование – как изготовление специальных пластин и многие другие.

Один из методов называют релакционно-динамическим. Он предназначен для выполнения массовых измерений теплоемкости у металлов. В этом методе фиксируется переходная кривая температуры образца между его двумя стационарными состояниями. Этот процесс является следствием скачка тепловой мощности вводимой в испытуемый образец.

Такой метод можно назвать относительным. В нем используются испытуемый и сравнительный образцы.  Главное заключается в том, что бы у образцов была одинаковая излучающая поверхность.  При проведении исследований температура, воздействующая на образцы должна изменяться ступенчато, при этом по достижении заданных параметров необходимо выдержать определенное количество времени.  Направление  изменения температуры и ее шаг должен быть подобран таким образом, что бы образец, предназначенный для испытаний, прогревался равномерно.

В эти моменты тепловые потоки сравняются  и отношение теплопередачи будет определяться как разность скоростей колебаний температуры.Иногда в процессе этих исследований источник косвенного подогрева исследуемого и сравнительного образца.На один из образцов могут быть созданы дополнительные тепловые нагрузки в сравнении со вторым образцом.

Как правильно выбрать утеплитель?

При выборе утеплителя нужно обращать внимание на: ценовую доступность, сферу применения, мнение экспертов и технические характеристики, являющиеся самым важным критерием

Основные требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам:

Теплопроводность.

Теплопроводность подразумевает под собой способность материала передавать теплоту. Это свойство характеризуется коэффициентом теплопроводности, на основе которого принимают необходимую толщину утеплителя. Теплоизоляционный материал с низким коэффициентом теплопроводности является лучшим выбором.

Также теплопроводность тесно связана с понятиями плотности и толщины утеплителя, поэтому при выборе необходимо обращать внимание и на эти факторы. Теплопроводность одного и того же материала может изменяться в зависимости от плотности

Под плотностью понимают массу одного кубического метра теплоизоляционного материала. По плотности материалы подразделяются на: особо лёгкие, лёгкие, средние, плотные (жёсткие). К легким относятся пористые материалы, подходящие для утепления стен, перегородок, перекрытий. Плотные утеплители лучше подходят для утепления снаружи.

Чем меньше плотность утеплителя, тем меньше вес, а теплопроводность выше. Это является показателем качества утепления. А небольшой вес способствует удобству монтажа и укладки. В ходе опытных исследований установлено, что утеплитель, имеющий плотность от 8 до 35 кг/м³ лучше всего удерживает тепло и подходят для утепления вертикальных конструкций внутри помещений.

А как зависит теплопроводность от толщины? Существует ошибочное мнение, что утеплитель большой толщины будет лучше удерживать тепло внутри помещения. Это приводит к неоправданным расходам. Слишком большая толщина утеплителя может привести к нарушению естественной вентиляции и в помещении будет слишком душно.

А недостаточная толщина утеплителя приводит к тому, что холод будет проникать через толщу стены и на плоскости стены образуется конденсат, стена будет неотвратимо отсыревать, появится плесень и грибок.

В случае игнорирования расчета может появиться ряд проблем, решение которых потребует больших дополнительных затрат!

Советы по монтажу

Гарантией эффективности теплоизоляции является соблюдение всех этапов и правил монтажных работ.

• Перед установкой пеноплекса нужно провести подготовку поверхности, на которую будет укладываться материал. Неоднородную плоскость с трещинами и вмятинами нужно заделать штукатурной смесью. Если присутствуют мусор, неприкрепленные элементы и остатки старой отделки, то мешающиеся части удаляют.
• При обнаружении следов плесени и мха, пораженная зона очищается и обрабатывается антисептической фунгицидной смесью. Для улучшения сцепления с клеевым составом проводят обработку поверхности грунтовкой.

• Пеноплекс представляет собой жесткий негнущийся термопласт, который крепится на ровные поверхности. Поэтому измеряют уровень ровности. Если разница превышает более 2 см, то потребуется выравнивание. Технология установки теплоизоляторов немного отличается в зависимости от конструкции поверхности – для кровли, стен или пола.
• Монтаж теплоизоляции можно проводить в любое время года, но комфортнее, если будет температура выше +5 градусов. Для фиксации плит пользуются специальными клеевыми составами на основе цемента, битума, полиуретана или полимеров. В качестве дополнительных креплений применяют фасадные грибовидные дюбеля с полимерным стержнем.

• Монтаж на стены осуществляют горизонтальным методом размещения плит. Перед установкой пеноплекса нужно разместить стартовую планку, чтобы утеплитель был в одной плоскости и не смещались ряды. На нижнюю планку будет упираться нижний ряд утеплителя. Теплоизолятор крепится на клей в шахматном порядке с совмещением пазов. Клеевой состав может наноситься полосами в 30 см или сплошным слоем. Обязательно промазывают клеем соединительные грани панелей.
• Далее проводят сверление отверстий на глубину 8 см. На один лист пеноплекса достаточно 4-5 дюбелей. Устанавливают дюбели со стержнями, шляпки должны быть в одной плоскости с утеплителем. Последним шагом будет декоративная отделка фасада.

• При утеплении пола на железобетонную плиту перекрытия или подготовленный грунт укладывается пеноплекс и крепится клеем. Настилается гидроизоляционная пленка, на которую делают цементную стяжку тонким слоем. После полной просушки можно монтировать финишное половое покрытие.
• Для теплоизоляции кровли пеноплекс может укладываться на чердачные перекрытия поверх или под стропилами. При возведении новой крыши или ремонте кровельного покрытия теплоизолятор устанавливается поверх стропильной системы. Стыки проклеиваются клеем. На утеплитель крепят продольные и поперечные рейки толщиной 2-3 см с шагом 0.5 м, образуя каркас, на который крепится кровельная черепица.

• Дополнительное утепление кровли проводят внутри чердачного или мансардного помещения. На стропила монтируют каркас обрешетки, на котором размещают пеноплекс, фиксируя дюбелями. Поверх устанавливается контробрешетка с зазором до 4 см. Накладывается слой паробарьера с дальнейшей обшивкой отделочными панелями.
• При утеплении фундаментов можно воспользоваться технологией несъемной опалубки из панелей пеноплекса. Для этого собирают каркас опалубки при помощи универсальной стяжки и арматуры. После залива фундамента бетоном утеплитель остается в грунте.

Обзор сравнения пеноплекса ч другими материалами смотрите в следующем видео.

Виды и характеристики теплоизоляции в рулонах

В основе утеплителя в рулонах минеральная вата, которая может быть представлена в нескольких вариантах:

• в виде базальтовой ваты;
• стекловаты;
• шлаковаты.

Материалы на основе базальтовой ваты создают, используя технологию переплавки горных пород с формированием на их базе тонких, сплетенных в единый ковер пород.

Для изготовления материалов на основе стекловаты используют переплавленный стеклянный бой, что позволяет заметно снизить стоимость готовых теплоизоляторов.

Для теплоизоляции в рулонах на основе шлаковаты используют в основном отходы из металлургической отрасли. По сравнению с утеплителями на основе выше описанных утеплителей на основе базальтовой ваты и стекловаты, он наиболее дешевый.

Для каждого из упомянутых теплоизоляционных материалов характерен свой набор характеристик, несмотря на то, что все они являются улучшенной версией минеральной ваты. Так, например, достаточно стойкой к высоким температурам является стекловата. Теплоизолятор способен выдерживать до 450 градусов Цельсия, при повышении температуры выше указанной отметки поверхность разрушается и не подлежит восстановлению.

У материалов на основе стекловаты наибольшие показатели плотности и тепловой проводимости

Рулоны не горючи, не тлеют, отлично справляются с вибрационными проявлениями, подавляют звуковые колебания и что важно — не дают усадки независимо от продолжительности срока эксплуатации

Из минусов материалов на основе стекловолоконной ваты стоит отметить неустойчивость к влаге, а также неприятные последствия, возникающие при контакте его с кожей человека.

Теплоизоляторы на основе базальтовой ваты в рулонах выдерживают высокие температуры до 700 градусов, имеют отличные показатели теплопроводности и плотности. В отличие от теплоизоляторов на основе стекловолоконной ваты, материалы способны противостоять влаге с сохранением основных эксплуатационных характеристик даже после намокания. Теплоизоляторы относят к группе эколологически безопасных материалов, не способных стать причиной аллергических реакций.

Шлаковата — теплоизоляция для утепления поверхностей, температура эксплуатации которых не превысит 300 градусов Цельсия. Плотность материалов достигает 400 кг/м3, теплопроводность колеблется в пределах от 0,046 до 0,048 Вт/м*С.

Температура, превышающая указанный предел, приведет к плавлению шлаковаты с разрушением структуры. В зависимости от производителя, можно выбрать материалы для теплоизоляции на основе шлаковой ваты с подходящими параметрами: длиной — от 3 до 6 м, шириной — от 0,6 до 1,2 метров, толщиной — от 50 до 150 мм.

Описание и сравнение утеплителей

Сегодня потребитель может выбрать материал, свойства которого удовлетворяют его запросы в той или иной степени. От того, какой выбор вы делаете, зависит и монтаж утеплителя – справитесь ли вы с ним сами, или придется вызывать специалистов. Структура и текстура материалов имеет значение.

Основываясь на этом критерии можно выделить:

• Плиты – представляют собой стройматериал разной плотности и толщины, который изготовлен с помощью склеивания и прессования;
• Пеноблоки – сделаны из бетона, с включением специальных добавок, пористой структура получается вследствие химической реакции;
• Вата – реализуется в рулонах, имеет волокнистую структуру;
• Крошка или гранулы – сыпучий уплотнитель включает пеновещества различной фракции.

Свойства, стоимость и функционал материала – вот на что обращается внимание. Обычно на материале указывается, для какой именно поверхности он предназначен

Сырье для утеплителя может быть разным, а целом же оно бывает органическим и неорганическим.

Органические утеплители делают на основе торфа, древесины и камыша. Неорганические утеплители – это минералы, вспененный бетон, вещества с содержанием асбеста и т.д. Стоит научиться оценивать и понимать свойства различных веществ.