Стеклянная вата

Стеклянная вата представляет собой минеральное волокно, которое по технологии изготовления и свойствам имеет много общего с минеральной ватой. Для получения стеклянного волокна используют то же самое сырье, что и для производства обычного стекла, или отходы стекольной промышленности.

Изготавливают стекловату из стеклянного боя или из тех же компонентов, что и оконное стекло (кварцевый песок, известняк или мел, сода или сульфат натрия).

Тонкое стеклянное волокно для текстильных материалов получают с помощью вытягивания из расплавленной стекломассы (фильерный или штабиковый способ). Более грубое волокно изготавливают способом дутья.

Маты и полосы из стеклянной ваты получают путем прошивки стеклянных волокон асбестовыми или скрученными из того же стекловолокна нитями. Стекловата имеет повышенную химическую стойкость, не горит и не тлеет, а ее плотность в рыхлом состоянии не превышает 130 кг/м³.

Стеклянная вата почти не дает усадки в процессе эксплуатации, а ее волокна не разрушаются даже при длительной вибрации. Она хорошо поглощает звук, малогигроскопична, морозостойка. Слой стеклянной ваты толщиной 5 см соответствует термическому сопротивлению кирпичной стены толщиной 1 м.

Следует отметить, что прочность волокон стеклянной ваты выше, чем у минеральной, атемпературостойкость стекловаты обычного состава составляет 450 °C, что ниже, чем у минеральной.

Применяют стеклянную вату из непрерывного стекловолокна для изготовления термоизоляционных материалов и изделий, а также для теплоизоляции конструкций при температуре поверхности от 200 °C до 450 °C.

Комовую стеклянную вату для тепловой изоляции применяют реже, чаще всего ее перерабатывают в изделия. Стекловату применяют также в качестве акустического материала.

Кроме того, для нужд специальной теплоизоляции используются следующие виды ваты:

• каолиновая;

• кварцевая;

• графитовая.

Эти разновидности ваты обладают повышенной температуростойкостью.

Стекловатные изделия

Из стеклянной ваты изготавливают следующие теплоизоляционные изделия:

• маты (мягкие плиты);

• прошивные маты;

• полужесткие плиты на синтетической связке;

• жгуты (шнуры) – гибкие теплоизоляционные материалы, состоящие из стекловатного сердечника, оплетенного штапельным стекловолокном.

По технологическим свойствам стекловатные изделия несколько отличаются от минераловатных. Они имеют меньшую среднюю плотность, большие прочность и вибростойкость, но обладают меньшей температуростойкостью.

По сравнению с минераловатными плитами стекловатные изделия имеют меньшую среднюю плотность, большую прочность и вибростойкость, но у них, что следует обязательно учитывать, меньшая температуростойкость.

Технология получения мягких и полужестких стекловатных изделий практически ничем не отличается от таковой при производстве аналогичных изделий из минеральной ваты.

Стекловатные изделия применяются, наряду с минераловатными, для тепловой изоляции строительных конструкций, но основной областью применения является изоляция холодильников, трубопроводов, промышленного оборудования, работающего в условиях вибрации, а также транспортных средств.

Эластичными стекло-матами КТ и KL утепляют стены, потолки и полы во всех типах зданий. RKL – жесткая плита из стекловаты, облицованная стекловойлоком с обеих сторон. Этот материал находит применение в конструкциях, где необходима не только теплоизоляция, но и защита от ветра. Такими объектами являются чердаки и перекрытия с пространством для вентиляции.

RKL-A – жесткая плита из стекловаты (основная стекловатная плита та же, что и в RKL), имеющая специальную ветрозащитную облицовку, с помощью специальной уплотнительной ленты обеспечивает плотную ветрозащиту. Благодаря наличию ветрозащиты плиты RKL-А теплопроводность изоляции конструкции повышается на 10 %.

RKL-EJ – плита из стекловаты повышенной жесткости со специальной ветрозащитной облицовкой. Обычно применяется как теплоизоляция и ветрозащита стен.

Жесткие обшивочные плиты (листы) VKL толщиной 13 мм применяют как ветрозащиту и для предотвращения образования точек холодного контакта в стене (мостиков холода).

Эластичными стекло-матами утепляют стены, потолки и полы во всех типах зданий.

Уплотняющие мягкие ленты КН, SK, ТК применяются в качестве уплотнителя для бревенчатых стен, соединений конструкций, в швах между деревянными балками, в зазорах дверных и оконных рам.

На объектах, где, кроме высокой степени теплоизоляции, требуется дополнительное сопротивление нагрузке (бетонные «сандвичи», верхний слой теплоизоляции плоских крыш, теплоизоляция под штукатурку) рекомендуется применять плиты OL-E, OL-A, OL-K.

Среди известных зарубежных производителей стекловатных изделий хорошо зарекомендовала себя финская фирма ISOVER.

Здесь же можно отметить продукцию совместного предприятия ФЛАЙДЕРЕР-ЧУДОВО, находящегося на территории России и специализирующегося на производстве теплоизоляционных материалов марки URSA на основе стеклянного штапельного волокна.

Органические теплоизоляционные материалы и изделия на их основе

Большинство органических теплоизоляционных материалов изготавливают в виде плит, обычно крупноразмерных, что упрощает и ускоряет производство работ и способствует удешевлению строительства.

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

Древесина представляет собой пористый материал (пористость 60–70 %). Кроме того, древесная стружка и древесные волокна в некоторых теплоизоляционных изделиях (фибролитовых, древесно-стружечных плитах) расположены так, что тепловой поток в конструкции оказывается направленным не вдоль, а поперек волокон, а это создает дополнительное сопротивление утечке тепла.

Вместе с тем стружка и волокна древесины или другого растительного сырья создают своеобразный арматурный каркас в теплоизоляционных изделиях. Наконец, использование древесных и других растительных отходов для массового производства теплоизоляционных материалов является экономически выгодным и способствует решению экологической проблемы, т. е. позволяет снизить загрязнение окружающей среды.

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

Древесно-волокнистые плиты. ДВП (ГОСТ 4598—86) изготавливают из неделовой древесины, отходов лесопильной и деревообрабатывающей промышленности, бумажной макулатуры, соломы, стеблей кукурузы, хлопчатника и некоторых других растений.

С целью увеличения прочности, долговечности и огнестойкости древесно-волокнистых изделий применяют специальные добавки: водные эмульсии синтетических смол, эмульсии из парафина, канифоли, битума, антисептики и антипирены, а также асбест, глинозем и гипс.

Растительное сырье измельчают в различных агрегатах в присутствии большого количества воды, облегчающей разделение древесины на отдельные волокна, и смешивают со специальными добавками. После этого жидкотекучую волокнистую массу передают на отливочную машину, состоящую из бесконечной металлической сетки и вакуумной установки. Здесь масса обезвоживается, уплотняется и разрезается на отдельные плиты заданного размера, которые затем подпрессовывают и сушат.

Плотность древесно-волокнистых изоляционных и изоляционно-отделочных плит 150–350 кг/м³, теплопроводность – 0,046-0,093 Вт/(мК), предел прочности при изгибе – не менее 0,4–2,0 МПа.

Достоинством плит являются их большие размеры – длина до 3 м, ширина до 1,6 м, так как это способствует индустриализации строительно-монтажных работ и уменьшению трудозатрат.

Изоляционные плиты 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).

Стандартные изоляционные плиты применяют для дополнительного утепления стен, потолков и полов, а также для увеличения прочности стенных каркасов. Они могут быть применены для внутреннего покрытия стен и потолков перед окончательной отделкой.

Стандартные изоляционные плиты применяют для дополнительного утепления стен, потолков и полов, а также для увеличения прочности стенных каркасов.

Ветрозащитные изоляционные плиты используются для уплотнения и упрочнения внешних стен, потолков и крыш зданий.

Изоляционные плиты для пола применяются в качестве «плавающей» подстилки под паркет и ламинированные полы. Плита выравнивает поверхность под паркетом, утепляет пол и значительно повышает звукоизоляцию.

Наряду с достоинствами древесно-волокнистые плиты имеют и недостатки. Они обладают высоким водопоглощением (до 18 % в сутки), отличаются значительной гигроскопичностью (до 15 % в нормальных условиях), при изменении влажности окружающей среды меняют свои размеры, в них могут развиваться дереворазрушающие грибы. Такие плиты воспламеняются легче, чем обычная древесина.

Снизить загниваемость древесно-волокиистых плит, повысить их огнестойкость позволяет введение в их состав антисептиков и антипиренов.

Древесно-стружечные плиты. Эти материалы представляют собой изделия, получаемые прессованием древесной стружки с добавкой синтетических смол. Как и древесно-волокиистые плиты, они обладают различной плотностью. Для тепловой изоляции используют так называемые легкие плиты, в то время как для конструктивно-отделочных целей – полутяжелые и тяжелые. Легкие плиты приготавливаются из того же сырья и по той же технологии, что полутяжелые и тяжелые. Отличие состоит лишь в том, что при изготовлении легких плит меньше расход полимера (на 6–8 %) и ниже давление при прессовании, чем при изготовлении конструктивно-отделочных.

Легкие древесно-стружечные плиты имеют длину 2500–3600 мм, ширину – 1200–1800 мм, а толщину – от 13 до 25 мм. Средняя плотность составляет 250–400 кг/м³.

Древесно-стружечные плиты получают горячим прессованием массы, содержащей около 90 % органического волокнистого сырья (чаще всего – тонкая древесная стружка) и 8—12 % синтетических смол.

Древесно-стружечные плиты выпускают одно-и многослойными. Например, у трехслойной плиты пористый средний слой состоит из относительно крупных стружек, а поверхностные выполнены из одинаковых по толщине тонких плоских стружек.

Легкие древесно-стружечные плиты имеют длину 2500–3600 мм, ширину – 1200–1800 мм, а толщину – от 13 до 25 мм. Средняя плотность составляет 250–400 кг/м³. Их преимуществом перед древесно-волокнистыми плитами является более простая технология изготовления, они отличаются большей прочностью, но имеют немного большую плотность. Другие свойства древесно-стружечных плит и области их применения – те же, что и у древесно-волокнистых. Стоят они приблизительно столько же, сколько и ДВП.

Фибролит. Этот плитный материал обычно изготавливается из специальных древесных стружек (древесной шерсти) и неорганического вяжущего вещества (ГОСТ 19222-84). Древесную шерсть получают на специальных станках в виде тонких и узких лент. В качестве вяжущего используют портландцемент, реже – магнезиальное вяжущее.

Древесную шерсть сначала минерализуют раствором хлористого кальция, жидкого стекла или сернистого глинозема, а затем смешивают с цементом и водой. Плиты формуют под давлением 0,5 МПа и направляют для твердения в пропарочные камеры. Затвердевшие плиты сушат до влажности не более 20 %.

Плиты имеют длину 240 и 300 см, ширину – 60 и 120 см, толщину – 3—15 см. По плотности их делят на марки Ф-300 (теплоизоляционный фибролит) и Ф-400, Ф-500 (теплоизоляционно-конструктивный фибролит). Теплопроводность 0,08—0,1 Вт/(мК).

Фибролит не горит открытым пламенем, легко обрабатывается: его можно пилить, сверлить и вбивать в него гвозди. Водопоглощение цементного фибролита – не более 35–45 %. При влажности выше 35 % он может поражаться домовым грибом, поэтому его нужно защищать от увлажнения, в частности путем оштукатуривания. Шероховатая поверхность фибролита способствует хорошему сцеплению со штукатуркой.

Магнезиальный фибролит изготавливают без специальной минерализации, поскольку каустический магнезит затворяется водными растворами магнезиальных солей, которые связывают содержащиеся в древесине водорастворимые вещества. Прочность его несколько выше, чем цементного, так как кристаллизующиеся при сушке в клетках древесины соли препятствуют ее усушке, а это положительно сказывается на сцеплении магнезиального камня с шерстью. Магнезиальный фибролит обладает, по сравнению с цементным, меньшей водостойкостью и большей гигроскопичностью.

Теплоизоляционно-конструктивный фибролит применяют для утепления стен и покрытий, конструкционный – для перегородок, каркасных стен и перекрытий в сухих условиях.

Органические заполнители могут быть различного происхождения и с различной формой частиц.

Эковата, или вата целлюлозная. 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. Соединения бора, имеющие инсектицидные свойства, не позволяют заводиться в ТИМ насекомым и грызунам.

Эковата относится к группе трудногорючих материалов. В случае пожара борные соединения эковаты освобождают кристаллизационную воду: утеплитель увлажняется и задерживает распространение пожара. При возгорании эковата не выделяет никаких токсичных газов.

Средняя плотность в конструкциях – 35–65 кг/м³, теплопроводность 0,041 Вт/(мК).

Войлок строительный. Характерными особенностями войлочных материалов являются их волокнистое строение, органическое происхождение (синтетические волокна, волокна животного – шерсть или растительного происхождения). Наиболее эффективными с точки зрения теплоизоляционных качеств являются отходы синтепона (одежного утеплителя), шевелин (льняная пакля), строительный войлок(полотнища из скатанной шерсти животных, маты из полиэтиленовой пленки, набитые отходами синтетического меха, нитяными отходами или войлоком из синтетических волокон). Средняя плотность таких материалов – 10–80 кг/м 3, теплопроводность – 0,03—0,07 Вт/ (мК).

Чтобы предотвратить появление моли, войлок пропитывают 3 %-ным раствором фтористого натрия и хорошо просушивают. После механической обработки войлок имеет вид полотнищ 2 × 2 м.

Этот материал 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 ТИМ в виде плит, спрессованных из стеблей обыкновенного камыша. В зависимости от расположения стеблей плиты бывают поперечными и продольными. Камышитовые плиты изготавливают из тростника или камыша осенне-зимней рубки. Для производства камышита задействуют передвижные установки, оборудованные прессами высокой производительности, на которых осуществляется прессование, а также прошивка проволокой и торцовка плит.

Плотность камышита в зависимости от степени прессования – 175–250 кг/м³, теплопроводность – 0,046—0,093 Вт/ (мК), предел прочности при изгибе – 0,5–0,1 МПа.

Камышит загнивает при увлажнении, не держит гвозди, способен возгораться, подвержен порче грызунами. Эти недостатки можно уменьшить путем пропитки плит антисептиками или оштукатуриванием.

Выпускают плиты длиной 2400–2800 мм, шириной 550—1500 мм, толщиной 30—100 мм.

Пробка – натуральный природный нестареюший материал – химически инертна, она не покрывается плесенью и, что очень важно, не поддается атакам грызунов.

Марки плотности – 175, 200 и 250; предел прочности при изгибе – до 0,5 МПа.

Камышит применяют для заполнения стен каркасных зданий, устройства перегородок, утепления перекрытий и покрытий в малоэтажном строительстве, для теплоизоляции небольших производственных помещений в сельскохозяйственном строительстве. Это один из самых дешевых ТИМ.

Пробковые плиты. Пробковые теплоизоляционные плиты производят на основе коры пробкового дуба. Это дерево произрастает в основном на возвышенных местах прибрежной полосы Средиземноморья. Основные страны-экспортеры изделий из пробки – Португалия, Испания, Марокко, Алжир и Тунис.

Это натуральный природный нестареющий материал. Ячейки, из которых состоит пробка(их приблизительно 40 млн в 1 см³), содержат минимальное количество твердого вещества и максимальное количество воздуха. Еще одна особенность пробки – состав стенок ячейки. Каждая стенка состоит из 5 слоев: 2 слоя клетчатки, к которым прилегает воздух, находящийся в ячейке, 2 плотных и жирных слоя, непроницаемых для воды, и заключительный деревянистый слой, который придает ячейке жесткость и формирует конечную структуру.

Материалы из пробки – легкие, прочные на сжатие и на изгиб. К тому же этот материал не поддается усадке и гниению. Пробка не подвергается и воздействию щелочей. Она легко режется, это гарантирует чистую и быструю работу. Устойчивость пробки к воздействию агрессивных веществ, влагостойкость и долговечность делают ее весьма распространенным материалом. Если этот материал установлен, к примеру, на стены (потолок) или на пол в рабочем помещении, то он защищает людей от воздействия радиации. Пробка не проводит электрический ток и не накапливает статическое электричество.

Материалы из пробки не горят, а только тлеют (при наличии источника открытого огня); после обработки огнестойкими составами они принадлежат к классу горючести В1. При тлении пробка не выделяет фенолы и формальдегиды.

Пробковые плиты изготавливают путем прессования заранее измельченной пробковой крошки. «Импрегнированные» пробковые плиты делают с применением клеящего вещества экспанзита. Плиты, не содержащие связующих добавок, производят путем тепловой обработки при температуре 250–300 °C.

Пробковые материалы применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий при температуре изолируемой поверхности от 50 до 70 °C.

В качестве тепловой изоляции применяются плиты размером 1000 × 500 мм при толщине 25–50 мм.

Выпускают теплоизоляционные пробковые плиты на основе дробленой пробки с органическим связующим, а также типа агломерат или экспанзит: пробковая крупа без добавления связующих прессуется при температуре 300 °C; при этом выделяющееся клеящее вещество суберин, содержащееся в пробке, склеивает ее частицы.

Прессованная пробка в рулонах (10 × 1 м при толщине 2 мм) применяется как теплозвукоизолирующая прокладка.