Теплоізоляційні матеріали - будівельні матеріали та вироби, що володіють малою теплопровідністю і призначені для теплового захисту будівель, технічної ізоляції, захисту від нагрівання.
ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ
Коефіцієнт теплопровідності. Характеризує теплопровідність матеріалу і дорівнює кількості теплоти, що проходить через матеріал товщиною 1 м і площею 1 кв. м за годину при різниці температур на двох протилежних поверхнях в 10С. Вимірюється в Вт / (м * К) або Вт / (м * С). Теплопровідність залежить від вологості матеріалу (вода проводить тепло в 25 разів краще, ніж повітря, тобто матеріал не буде виконувати свою теплоизолирующую функцію, якщо ом мокрий), його температури, хімічного складу матеріалу, структури, пористості.
Пористість - частка обсягу пір в загальному обсязі матеріалу. Для теплоізоляції пористість починається від 50% і до 90-98% (Наприклад, у ніздрюватих пластмас). Пористість визначає основні властивості теплоізоляції: щільність, теплопровідність, міцність, газопроникність та ін Важливо рівномірний розподіл повітряних пор в матеріалі і характер пір. Пори бувають відкриті, закриті, великі, дрібні.
Щільність - відношення маси матеріалу до займаного ним об'єму, вимірюється в кг / куб. м.
Паропроникність - величина, чисельно рівна кількості водяної пари в міліграмах, яке проходить за 1 годину через шар матеріалу площею 1 кв. м і товщиною 1 м за умови, що температура повітря біля протилежних сторін шару однакова, а різниця парціального тиску водяної пари дорівнює 1 Па.
Вологість - вміст вологи в матеріалі. Дуже важливою характеристикою є сорбційна вологість (рівноважна гігроскопічна вологість матеріалу при різній температурі і відносній вологості повітря).
Водопоглинання - це здатність матеріалу вбирати і утримувати в порах вологу при прямому контакті з водою, Визначається кількістю води, що поглинається матеріалом з нормальною вологістю, коли він знаходиться у воді, до маси сухого матеріалу. Значно знизити водопоглинання мінеральної вати допомагає гідрофобізація (введення спеціальних добавок, відразливих вологу).
Біостійкість - здатність матеріалу протистояти впливу мікроорганізмів, грибків і деяких видів комах. Мікроорганізми живуть там, де є волога, тому для підвищення біостійкості теплоізоляція повинна бути водостійкою.
Вогнестійкість - здатність конструкцій протягом визначеного часу витримувати без руйнування вплив високих температур. Показники пожежної безпеки: горючість (Г), займистість (В) поширення полум'я по поверхні (РП), димоутворювальною здатністю (Д) і токсичність продуктів горіння (Т),
Міцність - межа міцності при стисненні коливається від 0,2 до 2,5 МПа. Якщо міцність при стиску вище 5 МПа, то матеріали називають теплоизоляционно-конструктивними і використовують для несучих огороджувальних конструкцій. Межа міцності при вигині (показник для плит, шкаралуп, сегментів) і межа міцності при розтягуванні (для матів, повсті тощо) потрібні для того, щоб визначити, чи достатня міцність для збереження матеріалу при транспортуванні, складуванні, монтажі.
Температуростійкість - це температура, вище якої матеріал змінює свою структуру, втрачає механічну міцність і руйнується, а органічні матеріали можуть загорятися.
Теплоємність - це кількість теплоти, закумульоване теплоізоляцією, вимірюється в кДжДкг'С). Важлива характеристика в умовах частих теплосмен.
Морозостійкість - здатність витримувати багаторазове зміна температур від стадії заморожування до стадії відтавання поперемінно, без видимих ознак порушення структури.
ВИДИ ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ
МІНЕРАЛЬНА ВАТА
Це будь волокнистий утеплювач, що отримується з мінеральної сировини (мергелів, доломітів, базальтів та ін.) Мінеральна вата високопориста (до 95% обсягу займають повітряні порожнечі), тому у неї високі теплоізоляційні властивості. Мінеральна вата займає одне з перших місць серед теплоізоляції. Пов'язано це з доступністю сировини для її виробництва, нескладною технологією отримання та, як наслідок, доступною ціною. Про її теплопровідності сказано вище, відзначимо наступні її переваги:
• не горить;
• малогигроскопична (при попаданні вологи тут же її віддає, головне - забезпечує вентиляцію);
• гасить шум;
• морозостійка;
• стабільність фізичних і хімічних характеристик;
• тривалий термін експлуатації.
Недоліки:
• при попаданні вологи втрачає теплоізолюючі властивості;
• вимагає пароізоляційної і гідроізоляційної плівки при монтажі;
• поступається за міцністю (наприклад, піноскла).
Скловата
Виробляється з волокна, отриманого з того ж сировини, що і скло (кварцовий пісок, вапно, сода). Випускається у вигляді рулонних матеріалів, плит та шкаралуп (для трубної ізоляції). В цілому гідності скловати ті ж, що і у мінеральної вати. При цьому вона міцніша і краще гасить шум. Недолік: температуростойкость скловати 450С - нижче, ніж у базальтової (йдеться про саму ваті, без сполучного). Ця характеристика важлива для технічної ізоляції.
Піноскло
Проводиться шляхом спікання скляного порошку з газообразователями (наприклад, вапняком). Пористість матеріалу 80-95%, що й обумовлює високі теплоізоляційні властивості піноскла.
Переваги піноскла:
• міцність;
• водостійкість;
• згорає;
• морозостійкість;
• легкість механічної обробки;
• термін служби практично необмежений;
• біологічна стійкість, хімічна нейтральність.
Недоліки:
• піноскло не дихає;
• висока вартість (застосовується в основному на промислових об'єктах для плоских покрівель).
ЦЕЛЮЛОЗНА ВАТА
Целюлозна вата - це древесноволокнистий матеріал дрібнозернистої структури (наприклад, ековата). Складається на 80% з деревного волокна, на 12% з антипірену (борної кислоти) і на 7% з антисептика (бури). Методи укладання матеріалу: мокрий і сухий. При мокрому способі вату видувають, що вимагає спеціального устаткування (у волокнах вати знаходиться речовина пектин, яке володіє клейкістю при зволоженні). Сухий спосіб: вата засипається і трамбується до необхідної щільності.
Переваги:
• низька ціна;
• монолітність теплоізоляційного шару (немає «містків холоду»);
• безпеку при виробництві і монтажі;
• хороша теплоизолирующая здатність;
• нанесення методом «напилення» дозволяє ізолювати поглиблення та зазори;
• у ряді випадків пароізоляція не потрібна (целюлозна вата вбирає і віддає вологу без погіршення теплоізолюючих властивостей).
Недоліки:
• матеріал горючий;
• трудомісткість в укладанні;
• низька міцність на стиск (не підходить для «плаваючих» підлог).
Коркове ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЯ
Виготовляється з кори коркового дуба. Відмінні риси - матеріал екологічний, легкий, міцний на стиск і вигин, не піддається усадці і гниття. Пробка легко ріжеться (зручно працювати), хімічно інертна і довговічна (до 50 років і більше). Чорний (чистий) агломерат проводиться з коркових гранул, скріплених між собою суберином (натуральної смолою, яка також входить до складу пробки). При виробництві агломерату не застосовувати синтетичних речовин і матеріалів. Білий агломерат виготовляється з подрібненої пробкової кори, спресованої при високій температурі. Як сполучна речовина тут може виступати органічний клей, смоли або желатин. Матеріали з пробки не горять, а тільки тліють (за наявності джерела відкритого вогню). Тому їх обробляють складами, щоб вони були негорючими. При тлінні пробка не виділяє шкідливих речовин. В якості теплоізоляції в основному застосовують плити завтовшки 25-50 мм. Температура застосування не вище 120.
ПЕНОПЛАСТ
Так називають не один матеріал, а ціле сімейство теплоізоляції. Основні види:
1. Термопластичні, що розм'якшуються при повторних нагріванні
• пенополістіроли (ПС);
• пенополівінілхлорід (ПВХ).
2. Термонепластічние, твердіють при першому циклі нагрівання і не розм'якшуються під час повторних нагріванні:
• пінополіуретани (ПУ);
• матеріали на основі фенолформальдегідних (ФФ), епоксидних (Е) і кремній-органічних (К) смол.
Найпоширеніші - полістирольні пінопласти. Виробляються одним з двох методів - безпресовим (ПСБ) або пресовим (ПС - більш поширений). Структура матеріалу-маленькі, скріплені між собою кульки.
Переваги:
• міцність;
• високі теплоізоляційні властивості;
• низьке водопоглинання;
• невисока ціна;
• зручність в роботі;
• практично не має нижньої температурної межі.
Недоліки:
• волога таки проникає в матеріал і при заморожуванні руйнує його структуру;
• горючість;
• деструкція від сонця;
• не "дихає»,
ПІНОПОЛІУРЕТАН
Його отримують при реакції двох рідких, компонентів (ізоціонатов і полиола), в результаті якої утворюються мікрокапсули, заповнені повітрям.
Переваги:
• можливість утеплювати нерівні поверхні;
• суцільна ізоляція (відсутність стиків);
• економія часу монтажу;
• широкий діапазоні температур застосування (від-250С до +180 С);
• біологічна нейтральність, стійкість до мікроорганізмів, цвілі, гниття;
• висока еластичність.
Недоліки:
• горючість (при горінні виділяє токсичні речовини);
• потрібна спеціальна установка для задування;
• чи не «дихає».
ЕКСТРУДОВАНИЙ ПІНОПОЛІСТИРОЛ
Свою назву отримав через методу, яким його виробляють (екструзія). Має міцну, цільну мікроструктуру, що представляє собою закриті осередки, заповнені газом (повітрям). Осередки непроникні, бо, на відміну від пінопласту, не мають мікропор, отже, проникнення газу і води з однієї комірки в іншу неможливо.
Переваги:
• висока міцність порівняно з пінопластом;
• найнижчий показник водопоглинання;
• довговічний, не руйнується під дією сонця », атмосферних опадів;
• низька теплопровідність;
• інертність (не вступає в реакцію з більшістю речовин);
• нетоксичний.
Недоліки:
• горючий;
• чи не «дихає».