Утеплители — виды и характеристики, применение

При строительстве или реконструкции дома нередко требуется проведение теплоизоляционных работ. При всем разнообразии ассортимента утеплителей присутствующих сегодня на строительном рынке можно потеряться, поэтому представим вам самую востребованную группу специализированных материалов, применяемых для всех типов конструкций и всех видов теплоизоляционных работ, с которыми вы можете столкнуться.

Утеплитель на основе минеральной ваты

Наиболее востребованными и все еще широко используемыми теплоизоляционными материалами являются изделия из минеральной ваты. Такой материал представляет собой структурные волокна разных минеральных веществ, который получаются путем высокотемпературного расплава из силикатов, различных горных пород или отходов металлургического производства. Основным достоинством этого вида утеплителя на основе минеральных волокон является одновременное сочетание таких свойств как легкость, полная огнестойкость и абсолютная экологичность. Это позволяет теплоизоляционным материалам из минеральной ваты удерживать лидирующие положение на рынке строительных материалов несмотря на появление целого ряда органических утеплителей.

Различают теплоизоляционные материалы, сделанные на основе минеральных волокон трех основных видов:

стеклянные;
каменные;
шлаковые.

Стекловата

Наиболее распространённая и из минеральных ват является стекловата, которая изготавливается на основе стеклянных волокон, используя в своем составе до 80 % боя стекла и отходов стекольного производства.

Изготовление стекловаты

Процесс производства стекловаты очень похож на получение сахарной ваты. Исходное сырье засыпают в плавильную печь. Доведя, до температуры в +1400 °C всю расплавленную массу помещают в центрифугу, где под действием центробежных сил и потока пара получают тончайшие стеклянные нити с заданными механическими свойствами. Для образования волокна стеклянного массу пропитывают различными аэрозолями. Как правило, связующим веществом выступает водяная смесь в основе, которой присутствует фенол-альдегидная смола или модифицированная мочевина. Далее, обработанные полимерами волокна поступают в конвейерную линию, где проходят различные стадии обработки и прессования, формируя на выходе однородную вату в виде плит или матов янтарно-жёлтого оттенка.

Свойства стекловаты

В зависимости от технологии производства и функционального назначения различают стекловату по основным техническим показателям, таким, как:

плотность, которая в зависимости от технологии обработки бывает:
- для матов от 10 до 80 кг/м3,
- для панелей 10 – 50 кг/м3,
- для панелей высокой плотности до 150 кг/м3;

коэффициент теплопроводности, который лежит в диапазоне от 0,034 до 0,052 Вт/м°К;

Кроме этого, основными достоинствами стекловаты являются:

стойкость к высоким температурам (незначительное разложение скрепляющих полимеров начинается от превышения температуры + 450°C);
хорошая звукоизоляция;
негорючесть и отсутствие вредных выделений под воздействие огня;
стойкость к химическим и биологическим видам различного рода воздействий.

Стоит отметить и ряд существенных недостатков утеплителей из стеклянных волокон - это:

гигроскопичность (необходимо изолировать от воздействия всех форм влаги);
возможность усадки со временем;
негативное воздействие мышей и крыс, которые способны находиться и жить в минвате.

Из-за своей относительно невысокой стоимости и простоте применения панели и маты из стекловолокна очень востребованы у строителей, как теплоизоляционный материал и используется во всем спектре строительных работ без ограничений.

Широкое применение стекловата нашла в производстве различных сэндвич панелей. Линии по производству стекловаты смонтированы практически на всех стеклозаводах на территории СНГ.

Каменная вата

Изготавливается по такой же технологии, что и стекловата. Основным различием является основные сырье, которое получают путем измельчения различных горных пород. При этом процесс производства каменной ваты требует более высоких температур. Наиболее распространены изделия, выпускаемые из базальтового сырья.

Базальтовая вата технические характеристики:

плотность от 30 до 250 кг/м3;
коэффициент теплопроводности от 0,035 до 0,04 Вт/м°К.

Основными достоинствами каменной ваты являются:

хорошая паропроницаемость,
отличная шумо-звукоизоляция;
стойкость к воздействию огня (огнестойкость) до +1000°C;
устойчивость к старению;
более низкая гигроскопичность, чем у стекловаты.

К основным недостаткам каменной ваты можно отнести относительно невысокую прочность при механических воздействиях и возможность воздействия мышей и крыс путем создания нор и жилищ.

Технические свойства каменной ваты (видео):

Имея изначально более высокую стоимость, чем стекловата - базальтовая вата в основном применяется в системах наружного утепления зданий под штукатурку или с вентилируемыми фасадами, а также для изоляции высокотемпературных установок и оборудования.

Шлаковая вата

Шлаковую вату за внешнюю схожесть, еще называют шерстью. Она появилась на рынке теплоизоляционных материалов достаточно недавно. Превосходя в стоимости и технологичности изделия из стеклянного и каменного сырья, вата из шлака заметно начинает их теснить на рынке утеплителей.

Процесс изготовления схож по технологии с приготовлением стекловаты и каменной ваты, только являясь более инновационным, он позволяет получать более тонкие волокна от 2 до 5 мкм в диаметре и до 6 см в длину путем продува расплавленной шлаковой массы через форсунки под действием сжатого воздуха.

Технические свойства шлаковой ваты:

плотностью колеблется от 75 до 400 кг/м3;
коэффициентом теплопроводности от 0,04 до 0,07 Вт/м°К.

В отличие от конкурентов шлаковая вата абсолютно не гигроскопична, поэтому в основном используется для изоляции трубопроводов, котлов, различных наливных емкостей, бетонных и металлических сооружений, а также для теплоизоляции фундаментов под засыпку.

К недостаткам относиться не очень высокая прочность при механических воздействиях и наличие в своем составе небольшого количества вредных примесей, таких как соединения серы и извести.

Производители минеральной ваты

Весь спектр изделий из минеральной ваты представлен на нашем рынке хорошо зарекомендовавшими на протяжении последних лет такими компаниями, как:

Немецкая группа компаний URSA;
дочерними предприятиями французского концерна - ISOVER и LINEROCK;
датской ROCKWOOL;
немецким концерном Knauf;
американский концерн «Owens Corning» представленный у нас маркой Ондулин;
самый крупный белорусский производитель ОАО «Полоцк-Стекловолокно»;
российские производители ТехноНИКОЛЬ, ТИСМА и многие другие.

Органические утеплители пенопласты

Пенопласты — это вид теплоизоляционного материала на основе сырья органического происхождения полученного при переработке нефти и природного газа, представляющего собой вспененные полимеры. Высокие теплоизоляционные показатели пенопластов обусловлены тем, что основной объем от 80 - до 99% составляет газ (воздух) и это делает невозможным конвекционные процессы внутри материала. К основным свойствам теплоизоляционного материала этого вида стоит отнести его хорошие звукоизоляционные характеристики.

Современные технологии позволяют производить пенопласты разные по плотности и механической прочностью, в зависимости от используемого исходного полимерного сырья и способов его переработки. Сегодня, пенопласт производиться на основе всего спектра существующего полимерного сырья, но наиболее распространёнными считаются:

пенополистирол,
пенополиуретан,
пенополивинилхлорид,
фенол-формальдегидный пенопласт,
карбамидно-формальдегидные пенопласт.

Пенополистирол

Название «пенопласт» за пенополистиролом прочно закрепилось еще со времени его изобретения корпорацией «ВАSF» в 1951 году, хотя фирменное название - стиропор, которое ему дали немецкие химики-технологи практически не используется.

Гранулированный стиропор (ПСВ / EPS) получается при процессе термической полимеризации органического компонента под названием стирола при одновременном смешивании с пенообразующим ингредиентом - пентаном. Беспрессовый пенопласт - хорошо известен, как идеальный теплоизоляционный строительный материал, который состоит из 95 % воздуха, находящегося в тонкостенных пузырьках из полимера стирола.

Технические свойства пенопласта

Беспрессовый пенополистирол в зависимости от факторов производства и функционального назначения обладает такими техническими показателями:

плотностью в диапазоне от 10 до 35 кг/м3;
коэффициентом теплопроводности от 0,038 до 0,044 Вт/м°К;

Главными достоинством пенополистирола являются: его относительно невысокая стоимость по сравнению с другими видами утеплителей и возможностью полностью сохранять свои свойства в диапазоне температур от -180 до +80°C. Кроме этого он обладает:

хорошей звукоизоляцией;
отсутствием водо и паропоглощения;
стойкостью к кислотным и щелочным средам;
полной инертностью ко всем видам биологических воздействии;
способностью не разлагаться со временем и не выделять вредных веществ;
не поддерживать горение (группа горючести - Г4).

К сожалению пенополистирол имеет ряд существенных недостатков таких, как:

слабая механическая прочность;
потеря формы при повышении температуры более +120°C;
растворимость (разрушаемость) при воздействии активных углеводородов наподобие спиртов, бензинов, керосинов, смол, скипидаров, ацетонов и других органических растворителей.

Использование пенополистирола не ограничивается только, как утеплителя, но и имеет широкий круг применения:

в строительстве:
- как теплоизоляционный материал для всех видов поверхностей без каких-либо ограничений;
- как звукоизоляционный заполнитель межквартирных перегородок и междуэтажных перекрытий;
при изготовлении большинства видов холодильного оборудования;
в судостроении, в производстве бакенов и спасательных приспособлений , а также для усиления плавучести различных плавсредств;
для упаковки промышленных товаров;
в упаковке пищевых продуктов из-за свойства биологической безопасности;
как тару, для упаковки особо хрупких предметов и приборов;
в мебельном производстве.

Процесс изготовления пенополистирола (видео):

Пенополиуретан

Пенополиуретан - это вид пенообразных пластмасс, изготовленных, из полиуретановых полимеров, которые на 90 % состоят из газов. Он был впервые синтезирован в 1937 году в Германии, а промышленно стал выпускаться с 1940 года. В зависимости от способа производства и технологии применения выпускают утеплители на основе полиуретанового сырья в виде жёстких плит или эластичных поролоновых матов.

Широкую популярность пенополиуретан приобрел, как самовспенивающийся и самотвердеющий двухкомпонентный состав при непосредственном использовании на месте применения в строительной отрасли, энергетике и коммунальном хозяйстве. Простому обывателю он известен, как однокомпонентная монтажная пена, продающаяся в строительных магазинах в герметичных баллонах.

При использовании в виде жёстких матов или блоков, как в качестве тепло- и звукоизоляционного материала - пенополиуретан обладает следующими техническими показателями:

плотности от 30 до 86 кг/м3;
теплопроводности от 0,019 до 0,03 Вт/м°К;

Обладая, всеми присущими пенопластам достоинствами стоит выделить основные свойства, делающие пенополиуретан уникальным и наиболее эффективным теплоизоляционным материалом - это:

возможность использовать в любых местах для различных форм и поверхностей из-за начального жидкообразного состояния исходных компонентов;
заполнение всего необходимого объема, даже в труднодоступных местах из-за эффекта расширения в процессе застывания;
обладание высокой адгезионной способностью, что способствует прочному прилипанию к практически ко всем видам существующих поверхностей.
устойчивость к воздействию всех наиболее распространённых углеводородных веществ, застывшую пену можно удалить только механическим способом.

К недостаткам пенополиуретана можно отнести:

способность разрушаться от длительного воздействия ультрафиолетовых лучей;
в производстве он вреден и опасен для человека, так как имеет в составе один высокотоксичный компонент– толуилендиизоцианат;
легковоспламеняемость (В3);
высокую дымообразующую способность (Д3);
чрезвычайную токсичность при горении (Т4).

Другие виды вспененных пластмасс на основе таких компонентов как поливинилхлориды, фенол-формальдегидны, карбамидно-формальдегиды и других - являются схожими по технологии производства, способу применения и основным свойствам. Присутствие различных компонентов придает газонаполненным пластмассам определённые свойства необходимые для того или иного способа применения, к примеру:

фенол-формальдегидный пенопласт (породур) обладает повышенной устойчивостью в диапазоне температур от -200 до 130°C и выдерживает кратковременное воздействие тепла до +200°C;
пенопласт на основе карбамидно-формальдегидных соединений из-за присутствия карбамида является менее горючим по сравнению с пенополистиролом.