Минеральная вата (общестроительный утеплитель)
Минеральная вата (минвата)- это волокнистый материал, получаемый из силикатных расплавов горных пород, металлургических шлаков и их смесей. Ведущие мировые производители минераловатной продукции в качестве сырья используют исключительно горные породы, что позволяет получать минеральную вату высокого качества с длительным сроком эксплуатации. Именно такой материал рекомендуется применять для ответственных конструкций - в случае, когда требуется многолетняя надёжная работа строений. Минеральная вата, полученная из доменных шлаков, не обладает достаточной долговечностью в условиях знакопеременных температур, повышенной влажности, действия высоких нагрузок и деформаций. Её применение оправдано в дачном строительстве, при возведении временных сооружений и для конструкций, в которых легко выполняются ремонтные работы.
Говоря о свойствах изделий из минеральной ваты, мы будем иметь в виду только высококачественную минеральную вату на основе горных пород и на синтетических связующих.
Основным свойством минеральной ваты, отличающим её от других теплоизоляционных материалов, является негорючесть в сочетании с высокой тепло- и звукоизолирующей способностью, устойчивостью к температурным деформациям, негигроскопичностью, химической и биологической стойкостью, экологичностью и лёгкостью выполнения монтажа. По требованиям пожарной безопасности изделия из минеральной ваты относятся к классу негорючих материалов. Более того, они эффективно препятствуют распространению пламени и применяются в качестве противопожарной изоляции и огнезащиты. Также изделия из минеральной ваты могут быть использованы в условиях очень высоких температур, но при условии, что они не будут подвергаться механическим воздействиям, способным изменить их форму, после того как связующий компонент (присутствующий в них) разрушится. Дело в том, что минеральные волокна способны выдерживать температуру выше 1000°С, в то время, как связующий компонент начинает разрушаться уже при температуре 250°С. При более высоких температурах даже после разрушения связующего волокна остаются неповрежденными и связанными между собой, сохраняя свою прочность и создавая защиту от огня.
Теплопроводность материала складывается из трёх составляющих:
1. теплопроводность твёрдой основы;
2. теплопроводность воздушной среды;
3. влага, находящееся в пустотах материала и передачи тепла лучеиспусканием.
Теплопроводность твёрдой основы, как основная составляющая общей теплопроводности, зависит от геометрии и ориентации волокон в пространстве. При заданной плотности, наиболее эффективным теплоизолятором является минеральная вата с хаотически расположенными и беспорядочно ориентированными волокнами. Ориентация волокон влияет не только на теплопроводность, но и на прочностные характеристики минераловатных изделий. Прочность на сжатие у них возрастает с ростом количества вертикально ориентированных волокон. Таким образом, чем выше процент вертикально ориентированных волокон, тем более низкой плотности минеральную плиту можно применять для обеспечения заданной прочности на сжатие. Поэтому технологии формования минераловатных плит, обеспечивающие высокий процент вертикально ориентированных волокон, являются наиболее прогрессивными.
Важное свойство минераловатных материалов - ничтожно малая усадка (в том числе термическая) и сохранение своих геометрических размеров в течение всего периода эксплуатации здания. Это гарантирует отсутствие «мостиков холода», которые, в противном случае, возникли бы на стыках изоляционных плит. Минеральная вата негигроскопична, содержание влаги в изделиях из неё при нормальных условиях эксплуатации составляет 0,5% по объему. Однако, хранение на строительной площадке и монтаж теплоизоляции часто происходят во влажных условиях (например, во время дождя). Чтобы минимизировать водопоглощение, минеральную вату, как правило, пропитывают специальными водоотталкивающими составами (кремний-органическими соединениями или специальными маслами).
Минераловатный утеплитель обладает высокой паропроницаемостью. Диффундирующий сквозь минерало-ватный утеплитель, пар конденсируется в его толще. В результате, происходит неизбежное уменьшение во времени термического сопротивления ограждающей конструкции, в течение всего холодного времени года. При этом конструкция должна быть спроектирована таким образом, чтобы минимизировать прохождение паров влаги и, как следствие, возникновение конденсата. На практике минераловатный утеплитель должен быть защищен с «тёплой» стороны пароизоляционным барьером. Снаружи, напротив, должны быть созданы благоприятные условия для свободного выхода пара (высыхания утеплителя).
Изоляционные материалы из минераловатного утеплителя отличаются высокой химической стойкостью. Более того, минераловатный утеплитель является химически пассивной средой и не вызывает коррозию контактирующих с ней металлов. Теплоизоляционные и механические свойства изделий из минеральной ваты сохраняются на первоначальном уровне в течение десятков лет. Применение минеральной ваты позволяет обеспечить не только тепло-, но и звукоизоляцию стен. Минеральная вата значительно снижает риск возникновения стоячих звуковых волн внутри ограждающей конструкции, тем самым, увеличивается изоляция от воздушного шума. Звукопоглощающие свойства материала увеличивают затухание акустических волн и значительно снижают звуковой уровень помещения.
Достоинства минераловатных утеплителей дополняет лёгкость выполнения монтажа и конструкций.
Все минераловатные изделия на основе базальтовых горных пород экологически безопасны. Мягкие изделия легко режутся ножом, а более плотные - ножовкой. В зависимости от области применения и технических характеристик, производители выпускают теплоизоляционные материалы из минеральной ваты различных марок. Изоляция ограждающих конструкций включает в себя, как мягкие плиты и маты теплоизоляции для применения в каркасных конструкциях, так и жёсткие и полужёсткие плиты, используемые, например, в фасадных конструкциях, где изоляция находится под воздействием нагрузок.
Минераловатные теплоизоляционные изделия могут применяться в следующих многослойных теплоизоляционных системах:
* В системах наружного утепления «мокрого» типа;
* В качестве теплоизоляционного слоя в навесных вентилируемых фасадах;
* В системах с утеплителем с внутренней стороны ограждающей конструкции;
* В системах с утеплителем внутри ограждающей конструкции (слоистая кладка, трёхслойные бетонные или железобетонные панели, трёхслойные сэндвич-панели с металлическими обшивками).
Необходимо отметить, что жёсткие утеплители из минеральной ваты предназначены для применения на объектах, где изоляция подвергается нагрузке, либо во время выполнения монтажных работ, либо при эксплуатации. Прочность на сжатие жёстких изделий зависит от плотности теплоизоляционного материала и содержания связующего. Для вентилируемых фасадов могут применяться также двухслойные теплоизоляционные плиты со слоями разной плотности. Эти плиты устанавливают таким образом, чтобы более плотная часть находилась снаружи (со стороны вентиляционного зазора), а менее плотная - примыкала к основанию (стене).
В конструкциях стеновых панелей, где не представляется возможным устройство воздушных зазоров, удаление влаги может быть осуществлено с помощью изоляционных плит с вентиляционными канавками. Плиты с канавками, располагающиеся за наружным слоем многослойной конструкции, формируют сеть каналов, с помощью которых удаляется избыток влаги. Это особенно важно в железобетонных трёхслойных панелях, где наружная облицовка имеет низкую паропроницаемость. Разработана также специальная марка минеральной ваты, применяющаяся для металлических сэндвич-панелей. Сердечником сэндвич-панелей является минеральная вата, нарезанная на ламели (полосы), которые потом поворачиваются на 90°, что и даёт вертикальное расположение волокон.
