1 Теплоизоляционные материалы

1.1 Определение и сфера применения

Теплоизоляционные материалы (ТИМ) – это изделия и строительные матери-

алы, которые предназначены для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений. Основной особенностью теплоизоляционных материалов является их высокая пористость, а следовательно, малая плотность (не более 700 кг/м3) и низкая теплопроводность (не более 0,26 Вт/м оС). Главной целью применения теплоизоляционных материалов является сокращение расхода энергии на отопление здания (рисунок 1). Кроме того, использование теплоизоляции в строительстве зданий позволяет существенно снизить массу конструкций, уменьшить расход основных строительных материалов, таких как кирпич, древесина, бетон и др.

Рисунок 1 – Атмосферные воздействия на здание

С помощью теплоизоляционных материалов утепляют кровли, наружные, внутренние и подвальные стены, полы и перекрытия (рисунок 2). В каждом случае к теплоизоляционному материалу предъявляются особые требования в зависимости от условий его эксплуатации. Выбор того или иного материала осуществляется в соответствии с требованиями

к материалу и его техническими характеристиками. Главной технической характеристикой теплоизоляционных материалов является теплопроводность – способность материала передавать теплоту. Величина теплопроводности теплоизоляционных матери-

вида, размера, расположения пор и т.д.

Рисунок 2 – Применение ТИМ в конструкции здания

5

Существенное влияние на теплопроводность оказывают также температура и влажность материала. В различных странах методики измерения теплопроводности значительно отличаются, поэтому при сравнении теплопроводностей различных материалов важно учитывать, при каких условиях проводились измерения. К дополнительным параметрам, характеризующим теплоизоляционные материалы, можно отнести плотность, прочность на сжатие, сжимаемость, водопоглощение, сорбционную влажность, морозостойкость, паропроницаемость и огнестойкость.

Знание значений этих параметров и использование их в расчетах систем теплоизоляции позволяет добиться желаемых результатов – существенной экономии строительных материалов и минимального расхода энергии для отопления здания.

Виды теплоизоляционных материалов, используемых в конструктивно-технологических решениях

Рисунок 3 – Классификация основных технологий использования теплоизоляционных материалов в конструктивнотехнологических решениях для жилых зданий

6

Таблица 3 – Основные показатели уровня качества и эксплуатационных свойств минераловатных изделий в России и за рубежом

7

Россия на данном этапе переживает период активного роста рынка по производству теплоизоляции. Среди причин огромного спроса на теплоизоляцию – рост цен на энергоносители, повышение и перспективы дальнейшего увеличения тарифов на оплату услуг ЖКХ, а также ужесточение российских строительных норм и правил, бурные темпы строительства зданий и сооружений и необходимость реконструкции существующих.

По прогнозу синоптиков в России к 2014 г. рынок только волокнистой теплоизоляции превысит 20 млн. м³. А в нынешнем 2013 г. ожидается рост рынка на 8…9 %. Специалистами подсчитано, что 1м3 теплоизоляции обеспечивает эклномию 1,4…1,6 т условного топлива в год (таблицы 1, 2, 3).

1.2 Классификация теплоизоляционных материалов

К основным классификационным признакам ТИМ относятся: вид исходного сырья, внешний вид и форма, структура, средняя плотность, теплопроводность, жесткость, возгораемость, назначение и область применения.

По виду исходного сырья материалы делят: на органические (из расти-

тельного сырья и полимеров) и неорганические (ячеистые бетоны) и органоминеральные (арболит, ксилолит, фибролит).

По форме и внешнему виду их разделяют: на формованные – штучные (плиты, блоки, кирпич, цилиндры, сегменты), рулонные (маты, полосы, матрацы), шнуровые (шнуры, жгуты) и сыпучие материалы.

По структуре ТИМ могут быть: пористо-волокнистыми (материалы с применением асбеста, древесно-волокнистые плиты); пористо-зернистые – перлитовые, совелитовые, известково-кремнеземистые; пластинчатые – вермикулитовые; конгломератные – вулканитовые плиты; ячеистые – пеностекло, пенопласты.

В зависимости от жесткости (остаточной деформации сжатия) материалы подразделяют:

(М) – относительное сжатие свыше 30 % при удельной нагрузке 1,96 кН/м2 (маты и плиты из минерального, стеклянного и штапельного волокна);

полужесткие (П) – относительное сжатие 6…30 % при удельной нагрузке 1,96 кН/м2 (плиты минераловатные и из штапельного волокна на синтетическом связующем, П175-ГС);

жесткие (Ж) – относительное сжатие до 6 % при удельной нагрузке 1,96 кН/м2 (базальтовые гидрофобизированные плиты ISOVER POLTERM 80);

повышенной жесткости (ПЖ) – относительное сжатие до 10 % при удель-

ной нагрузке 3,92 кН/м2 (ППЖ-ГС-200, ISOVER RKL-EJ).

По теплопроводности при температуре плюс 25 оС различают три класса материалов:

А – низкой теплопроводности, λ меньше 0,068 Вт/м оС (пенопилистирол,

PAROC RAL1/Lamela, PAROC RAL4);

Б – средней теплопроводности, λ = 0,068…0,116 Вт/м оС (газогипс, газоси-

ликаты);

В – повышенной теплопроводности, λ = 0,116…0,175 Вт/м оС (ДСП, ДВП).

По величине средней плотности все ТИМ делят на марки:

8

15, 25, 35, 50, 75 – особо низкой плотности (ОНП) – полистирольный поропласт, вспученный перлит;

100, 125, 150, 175 – низкой плотности (НП) – прошивные минераловатные маты Рагос 100 АVM;

200, 225, 250, 300, 350 – средней плотности (СП) – изделия известково-

кремнеземистые, перлито-цементные; 400, 450, 500, 600, 700 – плотные (П) – асботермит, асбозурит.

Материалы, имеющие промежуточные значения средней плотности, не совпадающие с указанными марками, относятся к ближайшей – (большей) марке.

По возгораемости ТИМ и изделия подразделяют: на сгораемые (пенополистирол); трудносгораемые (пеноплекс), и не-

сгораемые (ISOVER КТ, Рагос IJ).

По назначению ТИМ делят:

на строительные – для утепления строительных конструкций (рисунок 5);

Рисунок 5 – Утепление фасадов

монтажные – для тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов. Их допускается применять только со средней плотностью, не превышающей 400 кг/м3 (рисунок 6).

Рисунок 6 – Трубные секции Рагос Е-1оск из каменной ваты со специальным соединением (замком) на продольных и окружных швах

1.3 Органические теплоизоляционные материалы

ТИМ на основе полимеров.

Пенополистирол изготавливается из суспензированного (бисерного) полистирола, содержащего в качестве порообразователя изопентан. Процесс вспенивания проводится в две стадии. На первой стадии полистирол нагревают горячей водой или воздухом с таким расчетом, чтобы насыпная масса гранул (г/л) стала равной заданной плотности пенопласта. Полученный подвспененный

9

полистирол помещают в металлические формы с перфорированными стенками и прогревают при 90…100 оС в течение от 10 секунд до одного часа при помощи пара, горячей воды, нагретого воздуха и т.д. в зависимости от требуемой плотности пенопласта и толщины стенок изделия. Гранулы при этом спекаются в однородную массу с закрытыми ячейками, в конечном итоге увеличиваясь в объеме в 30…35 раз.

Пенополистирол выпускают марки ПСБС в виде плит размером 1000х500х100 мм, средней плотностью 20…100 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности 0,025…0,04 Вт/м оС. Применяется в основном (примерно до 70 оС) для теплоизоляции строительных ограждающих конструкций в сочетании с бетоном, алюминием, асбестоцементом и стеклопластиком, а также изоляции промышленных холодильников, в качестве звукоизолирующих прокладок.

Плиты FLORMATE (Флормейт) – это теплоизоляционные плиты из экструдированного пенополистирола голубого цвета, с гомогенной замкнутой структурой ячеек, специально предназначенные для теплоизоляции полов. Благодаря закрытой ячеистой структуре они отличаются продолжительным сроком службы и обеспечивают эффективное и экономическое решение проблемы термоизоляции полов, подвергающихся различным нагрузкам и выполняющих различные функции (таблица 4).

Таблица 4 – Технические характеристики плит FLORMATE

10

Теплоизоляционные плиты «ПЕНОПЛЕКС» производятся методом экструзии из полистирола общего назначения. Процесс экструдирования полистирола обеспечивает получение пеноматериала с однородной структурой, состоящей из мелких закрытых ячеек размером 0,1…0,2 мм. В сочетании с водостойкими свойствами полистирола ячеистая структура обеспечивает чрезвычайно низкую теплопроводность (для марки 35 – не более 0,028 Вт/м оС, марки 45 – 0,03 Вт/м оС), низкое водопоглощение (по ГОСТ 17177-94 составляет не более 0,1…0,2 % при погружении в воду на 24 ч), а также высокую прочность на сжатие (при 10 % деформации – 0,25…0,5 МПа, т.е. материал способен выдерживать нагрузку не менее 25…50 т/м2). Плиты характеризуются и высокой стойкостью к давлению водяных паров (диффузии) – коэффициент паропроницаемости равен 0,018…0,015 мг/(м·ч·Па). ПЕНОПЛЕКС слабогорючий материал (пожарнотехнические характеристики – Г1 по ГОСТ 30244-94, по СТСЭВ 2437-8 – трудносгораемый) и РП1 (по ГОСТ 51032-97 – нераспространение пламени по поверхности). Эксплуатировать его рекомендуется в диапазоне температур от минус 50 до плюс 75 оС. Теплотехнические и физические свойства плит «ПЕНОПЛЕКС» определили области их применения – прежде всего теплоизоляция фундаментов, стен и кровель; изоляция трубопроводов; защита дорожного полотна от морозного пучения влагонасыщенных грунтов.

Пенополиуританы – газонаполненные пенопласты, получающиеся в результате взаимодействия полиэфиров, диизоциантов, некоторого количества воды, газообразователей и других компонентов. Производятся пенополиуританы жесткие и эластичные. Наибольшее применение в строительстве находят жесткие пенопласты. Они имеют равномерно распределенную замкнутую пористость и выпускают обычно в виде плит размерами 500х500х50 мм. Средняя плотность 40…160 кг/м3, λ = 0,019…0,040 Вт/м оС, температура эксплуатации минус 180…плюс 180 оС. Применяются для утепления полов, ограждающих конструкций и оборудования.

В малоэтажном строительстве США все более широкое применение находят конструкции наружных стен типа CMU (Concrete Masonry Units) из пустотелых железобетонных блоков Н-образной формы в плане с заполнением внутреннего пространства пластифицированным пенополиуретаном. Теплоизолирующие свойства такой стеновой конструкции характеризуются коэффициентом R = 24 при степени заполняемости пространства пустот стены пенополиуретаном пластичной консистенции примерно 95 %.

Пенопласты на основе фенолформальдегидных смол выпускаются в виде плит, поддающихся обработке и склеиванию между собой, с металлом и другими материалами, а также в виде формированных изделий, имеющих поверхностную облицовку. Применяются в качестве теплоизоляционных заполнителей слоистых конструкций, работающих при повышенной температуре продолжительное время.

Пенофол представляет собой слой вспененного, экологически чистого, самозатухающегося пищевого полиэтилена, с одной или двух сторон покрытого чистой (99,4 %) отполированной алюминиевой фольгой высокого качества толщиной 12…30 мкм. Фольга приварена. Существует большой ассортимент по толщинам, по наличию перфорации, самоклеющегося слоя. Материал тонкий,

11

гибкий, легкий и, что самое главное, – высокоэффективный, технологичен при монтаже. Отражает до 97 % тепловой энергии, звукопоглощение не менее 32 Дб. Пенофол выпускается трех типов: А – с односторонним фольгированием; В – с двусторонним фольгированием; С – самоклеющийся с односторонним фольгированием (рисунки 7, 8).

Отражающая изоляция (до 97 % теплового излучения) ФОЛЬМА – комбинированный материал, состоящий из вспененного полиэтилена и алюминие-

вой фольги (ТУ 2244-018-00204961-00).

В случае применения ФОЛЬМЫ в системе «теплый пол», в кабельных системах обогрева, а также в условиях повышенной влажности рекомендуется замена алюминиевой фольги на металлизированный лавсан (таблица 5).

Материал рекомендуется для утепления стен, полов, потолков, кровли, чердачных, мансардных и подвальных помещений; в качестве отражающей изоляции за радиаторами отопления, помещений в банях и саунах, изоляции воздуховодов в системах вентиляции и т.д.

Таблица 5 – Технические характеристики Фольма-Пены и Фольма-Пена ПФ

Вспененный каучук – теплоизоляционный материал из вспененного синтетического каучука с закрыто ячеистой пористой структурой. Выпускается в виде трубок различных диаметров и рулонов, используемых на любых типах оборудования и инженерных коммуникаций, а также строительных объектах в целях:

-предотвращения образования конденсата или обморожения в системах кондиционирования, вентиляции, холодильной техники;

-защиты коммуникаций от коррозии системы водоснабжения;

- эффективного снижения теплопотерь (трубопроводы горячей системы водоснабжения, системы отопления, коммуникации с перегретым паром, установки и емкости с горячим носителем и др.); - звукоизоляции (например, сантехнические коммуникации, воздуховоды,

переговорные комнаты, студии звукозаписи, лингафонные кабинеты и т.п.). Технические характеристики этого материала обеспечивают отличную

изоляционную работу для систем отопления, горячего и холодного водоснабжения.

Негорючие теплоизоляционные материалы на основе растительного сырья.

Объективная необходимость вовлечения в производство ТИМ из растительных отходов (костра льна, конопли, кенафа, солома, отходы переработки зерновых

12

культур) обусловлена особенностями их макроструктуры. В качестве связующих в этих материалах используются органические (смола СФЖ, 20…40 %; ПВА-эмульсия, 30…55 %) и минеральные (жидкое стекло и кремнезоли, 30…60 %) вяжущие. Нижний предел количества связующего обусловлен возможностью полного смачивания поверхности отхода, а верхний – ограничен возрастанием плотности материала, меньший расход органических вяжущих связан с их меньшей вязкостью.

Рисунок 7 – Тепло-, паро- и звукоизоляция ПОРИЛЕКС® НПЭ

13

В композиционном материале «Фибросил» на основе рубленой соломы длиной 30…50 мм соотношение между наполнителем и связующим следующее: солома: СФЖ – 1: (0,25…0,4); солома: ПВА-эмульсия – 1:1; солома: жидкое стекло –1(1…1,25).

Материал выдерживается под давлением 0,05 МПа в форме в течение 30 мин при температуре 150 оС. Термообработка в печах СВЧ обеспечивает во время сушки положительные градиенты температуры, давления и влажности в материале. Особенно такая обработка эффективна для жидкого стекла, так как она не только в объеме нагревает распределенную воду в вяжущем, но и непосредственно воздействует на структуру образующегося твердого силиката.

Конструкционно-теплоизоляционные плиты «Фибросил» отличаются от известных аналогичных материалов возможностью сочетания высоких механических показателей с достаточно низкой плотностью (таблица 6).

Рисунок 8 – Отражающая тепло-, паро- и звукоизоляция ПОРИЛЕКС® НПЭ-ЛФ

14

Таблица 6 – Свойства теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных материалов на основе растительного сырья

Теплоизоляционные торфодревесные материалы. Торф является уникаль-

ным природным образованием, состоящим из отложений органического происхождения и минеральных соединений. Торфяные ресурсы позволяют добывать торф в количестве 50 млн. т ежегодно (только в Томской области степень заторфованности составляет 35,5 %, выявлено около1505 торфяных месторождений). Опыт применения этого материала в строительстве в основном связан с использованием верховного торфа, обладающего вяжущими свойствами. Однако низкая степень разложения предполагает его высокую биологическую активность, что приводит к снижению долговечности строительных материалов на его основе. Малоизученными являются низинные торфы, имеющие значительное содержание минеральной части и высокую степень разложения. Низинные торфы по сравнению с верховными, характеризуются меньшей влажностью, большей однородностью гранулометрического состава, значительно меньшей кислотностью (рН = 6…8), но уступают по вяжущим свойствам.

Физическую модель теплоизоляционного материала можно представить как каркасный поризованный композит, в котором каркасообразующим элементом являются отходы лесопиления, а вяжущим – модифицированная торфяная суспензия. Сродство на контакте древесных опилок и торфяного вяжущего предопределяет благоприятные условия для объемного структурообразования отформованных изделий. Для уменьшения средней плотности и повышения теплозащитных свойств торфяное вяжущее поризуют различными добавками – пенообразователями «Неопор» и «ТЕАС».

Активация низинного торфа проводились химическим, термическим, механическим, физическим и комбинированными способами. С позиций термодинамики указанные воздействия являются энергетическими, приводящими к изменению свойств и состояния торфяной системы в целом. При физическом воздействии разрушается природная коагуляционная структура торфа и активизируются функциональные группы, формирующие структуру ТДК. Наиболее эффективным способом получения структурных характеристик вяжущего из низинного торфа является его механохимическая активация, при которой в торфе разрываются структурообразующие слабые связи, диспергируются агрегаты, что приводит к ускорению химических процессов. Установлено, что на прочность торфодревесного композита в основном влияют гранулометрический состав и степень упаковки, а в меньшей степени его дисперсность. При нагреве торфа (85 оС) в стесненных условиях происходит термическое расщепление растительных остатков, выделение органических кислот, поликонденсация об-

15

разующихся химических соединений и их взаимодействие с лигнином, а процесс формирования структур твердения заканчивается практически к 24 ч тепловой обработки. Торфодревесные композиционные материалы, полученные по биотехнологии, имеют следующие параметры: средняя плотность – 17…300 кг/м3; прочность при сжатии – 0,53…0,58 МПа; прочность при изгибе – 0,33…0,35 МПа и теплопроводность – 0,04…0,08 Вт/м оС.

Теплоизоляционно-конструкционные блоки «Геокар» на основе торфа произ-

водить и использовать в строительстве можно практически в любом регионе, где есть торф, а это – 70 % территории России. Жесткость блоков «Геокар» в два раза превышает минеральную вату, по теплотехническим свойствам не уступает ей, а по долговечности соответствует каменным, бетонным и панельным конструкциям и превосходит по этим показателям даже силикатный кирпич. Материал от мороза не разрушается: обладая крупнопористой структурой, при морозе в «точке росы» образуется не линия промерзания в виде льда, а иней – прекрасный природный теплоизолятор, который повышает теплотехнические свойства при сильном морозе на 30 %. По заключению физиков это свойство присуще только «Геокару» и вермикулиту. Технология позволяет увеличить плотноть торфоблоков в зависимости от назначения. Влагонакопления не происходит даже при облицовке керамическим кирпичом, так как оба этих материала имеют одинаковую паропроницаемость. Бактерицидность такова, что, по заключению специалистов, туберкулезная палочка Коха, бруцеллы и другие возбудители при прикосновении с этими материалами гибнут в течение суток. Торф, являясь антисептиком, их уничтожает. Материал обладает поразительной газопоглотительной способностью. Он до пяти раз снижает уровень проникающей радиации, «дышит» как дерево, поглощая пар при его избытке и возвращая при недостатке. «Геокар», как никакой другой материал, отвечает требованиям интегрального показателя: эффективность – долговечность – экологическая чистота-дешевизна (таблица 7).

Технология производства этого уникального материала проста. Берутся торф, вода, наполнитель (древесные опилки, солома или льнокостра). Торф просеивается, смешивается с водой, затем перетирается на специальной машине, где доводится до состояния торфяного связующего, добавляется наполнитель и из готовой массы формуются блоки, которые, как правило, принудительно сушат. Для утепления капитальных стен возможно производство пустотелых блоков, для межкомнатных перегородок, перегородок межквартирных и навесных стен – целых блоков. Их используют в строительстве пятиэтажных домов и коттеджей в Твери; пяти-девятиэтажных домов в Вологде; им утепляют жилье в Нижнем Новгороде; разворачивают строительство в Ревде, Сургуте, Тюмени.

1.4 Минеральные теплоизоляционные материалы

Минеральная вата состоит из тончайших гибких стекловидных расплавов металлургических и топливных шлаков, базальтов и диабазов, искусственных смесей глин, карбонатных пород и т.д. Минеральная вата разрушается любыми кислотами, в том числе и органическими. Как все волокнистые материалы вата имеет высокую звукопоглощающую способность.

16

Таблица 7 - Сравнительные характеристики жестких теплоизоляционных материалов

17

Средняя плотность 100…400 кг/м³, λ = 0,06 Вт/мК. Температура применения до 600 оС. Использовать минеральную вату в естественном состоянии неудобно, и в большинстве случаев ее перерабатывают в различные виды изделий.

П-75; П-125; П-175; П-200 – гидрофобизированные теплоизолязионные плиты из минеральной ваты на основе природных горных пород. Используются в качестве тепло- и звукоизоляции конструкций всех типов зданий, включая вертикальные и наклонные стены в мансардах, междуэтажные перекрытия и перегородки. Упаковка производится в полиэтиленовую термоусадочную пленку согласно ГОСТ 25880. В соответствии с ГОСТ 30244 они является негорючим материалом. Температура плавления волокон более 1000 °С. Бальзатовая вата выдерживает в течение длительного времени температуру 700 °С без потери формы (объёма) и размягчения (таблица 8).

Таблица 8 – Технико-коммерческие характеристики минераловатных плит

Базальтоволокнистые материалы фирм Rockwol Denmark и PARTEK (Да-

ния и Финляндия), с плотностью 22…240 кг/м3 и теплопроводностью 0,03…0,044 Вт/мК. Минеральная продукция Роквул (например, А Баттс) является высокоэффективным изоляционным материалом, с высокой сопротивляемостью механическим воздействиям благодаря особой структуре волокон (рисунок 9). Спутанно-волокнистая структура обеспечивает высокую жесткость материала.

Минеральная вата Роквул обладает стабильными изоляционными свойствами в процессе эксплуатации. Даже в случае пожара изоляционный слой до-

18

статочно предохраняет элементы конструкции и легковоспламеняющиеся материалы, находящиеся в непосредственной близости от очага пожара (рисунки 10, 11).

Рисунок 9 – Структура волокон минеральной ваты Роквул

Рисунок 10 – Характеристики изоляции

Минеральные волокна способны выдерживать, не плавясь, температуру выше 1000 оС, в то время как связующий компонент выдерживает температуру

лишь до 250 оС.

Рисунок 11 – Пожарные характеристики

При более высоких температурах он испаряется, но волокна остаются неповрежденными, связанными между собой, сохраняя форму, прочность и защиту от огня.

Импрегнированная минеральная вата Роквул – водоотталкивающий материал, хотя и пористый. Она впитывает воду только в спрессованном состоянии.

Если давление исчезает, вода начинает испаряться, а материал снова становится сухим и восстанавливает свои изоляционные свойства (рисунок 12).

Рисунок 12 – Сопротивление воде

Стеклянная вата состоит из гибких стеклянных волокон, полученных из расплавленного стекла.

Сырьем служит бой стекла различного химического

19

состава или специально сваренное стекло (сырье: кварцевый песок, известняк, кальцинированная сода, мел, доломит, сульфат). Стекловолокно пользуется популярностью у строителей всего мира. Главное его преимущество – меньшая цена по сравнению с бальзатовыми ватами и полимерными утеплителями. Объясняется это тем, что минимальная плотность изделий из штапельного стекловолокна – 14 кг/м3, тогда как минимальная плотность изделий из минеральной ваты – 50 кг/м3. Но это достоинство – не единственное. Стекловолокно обладает повышенной упругостью при минимальной усадке, вместе с тем ей свойственны такие важные эксплуатационные характеристики, как водостойкость, устойчивость к химическим средам, что обеспечивает высокую надежность и долговечность. Это экологически чистый и негорючий материал. Упругие волокна обладают несоизмеримо большей, чем у минеральной ваты, длиной, поэтому небольшие кусочки в процессе работы не превращаются в пыль. Теплоизоляционные изделия на основе стекловолокна выпускаются в виде эластичных матов (М) и плит (П), а также в виде полужестких плит, что позволяет использовать изделия в строительных конструкциях любой формы и конфигурации. В строительстве маты и плиты применяются для изоляции в деревянных, металлических, кирпичных и бетонных конструкциях всех типов зданий. Их применяют также для изоляции скатных крыш, внутренних перегородок и каркасных панелей наружных стен, межэтажных перекрытий, потолков и подвалов. Маты рекомендуется использовать в тех конструкциях, где нет больших вертикальных нагрузок на изолятор. Плиты применяются в вертикальных конструкциях для утепления стен. Кроме того, утеплитель может быть использован для теплоизоляции промышленного оборудования, тепловых агрегатов, холодильников, трубопроводов и т.д. при температуре изолируемых поверхностей в диапазоне от минус 60 °С до плюс 180 °С.

ТИМ на основе стеклянного штапельного волокна фирмы URSA (Урса) с

толщиной волокон от 0,5 до 20 мкн. В России этот концерн представлен ОАО «Флайдерер-Гудово» (Санкт-Питербург). Это материал нового поколения – мягкий и гибкий, легко режется, экологически безопасен, не поддается гниению, обладает высокой химической стойкостью и антисептическими свойствами. Выпускается двух видов – маты и плиты. Высокая упругость матов позволяет подпрессовывать их при упаковке, что снижает их объем в три раза и позволяет снизить транспортные расходы. Стекловолокно может подвергаться гидрофобизации, что повышает водоотталкивающие свойства материала. Изделия фирмы URSA используют для звуко- и теплоизоляции в жилых и общественных зданиях, дачных домах, коттеджах, ангарах, а также трубопроводов и вентиляционных каналов (таблица 9).

Материалы на основе вспученного жидкого стекла получают за счет термо-

вспучивания или вспучивания в результате химического взаимодействия жидкого стекла со специальными веществами.

Жидкостекольные теплоизоляционные изделия выпускают в виде зернистых засыпок: стеклопор (фракции более 5 мм) и силипор (фракции от 0,01 до 5 мм). В производстве силипора грануляция жидкостекольной смеси осуществляется путем распыления в башенной сушилке при температуре 500 оС и совмещает операции грануляции и вспучивания.

20

Таблица 9 – Наиболее распространенные марки и области применения изделий URSA

Эффективность введения вспученного стеклопора в состав газонаполненных пластмасс заключается в повышении термического сопротивления, уменьшении деформативности и усадочных явлений, повышении термостойкости, огнестойкости и снижении расхода полимера. Особой формой композитов являются сотопластовые материалы с заполнением ячеек силипором или стеклопором.

Пеностекло – ячеистый строительный материал, получаемый путем спекания тонкоизмельченного стеклянного порошка и пенообразователя.

Пеностекло можно резать, шлифовать, сверлить и подвергать любой другой обработке. Развитая поверхность изделий позволяет склеивать их различными органическими клеями и силикатными вяжущими в конструкции сложной конфигурации.

Таблица 10 – Физико-механические свойства теплоизоляционного стекла

21

их изготовление по прокатно-конвейерной технологии с процессом спекания в одну стадию в течение 1,5…2 час при температуре 500 оС и сделать производство практически безотходным, а также снизить энергозатраты на 25…30 %.

Такие изделия могут быть применены как для изоляции горячих поверхностей (термоперлит – 600 оС, перлитодиатомит – 800 оС), так и для огнезащитной и огнестойкой строительной изоляции. В качестве связующего используют семиводный сульфат магния – эпсоперлит или гидроксид натрия и его соли – термоперлит (таблица 12).

В зарубежном строительстве широко используются легкие строительные растворы на основе вспученного перлита. Для изоляции стен зданий применяяется обеспыленный крупный перлитовый песок с размером зерна от 6 мм и насыпной плотностью 60…100 кг/м3. В стеновых конструкциях системы Superlite Integra (США) стены выполнены с применением пустотелых бетонных блоков, заполненных перлитом. Теплоизоляционные качества стены характеризуются коэффициентом R = 20.

Таблица 12 – Эксплуатационные характеристики материалов на основе перлита

С помощью вспученного перлита выполняют теплоизоляцию полов. Для этих целей используют гидрофобизированный вспученный перлитовый песок с размером частиц до 6 мм и насыпной плотностью около 95 м3. Минимальная толщина укладки составляет 1 см. Для повышения несущей способности насыпного теплоизоляционного слоя, особенно при укладке монолитных полов, частицы вспученного перлита обрабатывают воском. Несмотря на незначитель-

24

ный собственный вес, такой перлит, уплотненный под грузом, образует стабильный, достаточно прочный изоляционный слой для сухих бесшовных полов.

Безобжиговый пористый заполнитель на основе асбестоцементных отходов

сферической формы с пористым ядром из асбестоцементного шлама (осадок сточных вод с влажностью 70 %) и более плотной оболочкой из цементирующего вещества. Изменение свойств заполнителя и толщины оболочки зависит от времени грануляции (τоптим =5 мин). Режим грануляции влажного ядра обеспечивает гомогенность структуры оболочки со средним размером пор 0,02…0,04 мм и размещением волокон диаметром большей части 15…40 мкм при наличии распущенных волокон 2…3 мкм, окруженных тончайшей воздушной оболочкой. При взаимодействии влажных отходов с портландцементом при повышенной температуре происходит их химическое взаимодействие в твердой фазе с образованием тернолита и артинита, т.е. замещение ионов Mg2+ на Са2+ в структуре поверхностного слоя хризотил-асбеста. Оболочка гранул является своеобразным микроструктурным, микродисперсным композитом, который участвует в формировании нового макродисперсного композита. Физикомеханические характеристики заполнителя следующие: насыпная плотность – 360 кг/м3, предел прочности при сжатии в цилиндре – 2,06 МПа, коэффициент теплопроводности – 0,084 Вт/м оС, водопоглощение по массе – 35,6 %.

Керамические теплоизоляционные материалы из природного и техногенного сырья. Использование в составах шихт от 10 до 20 % торфа (теплотворная способность 8950 кДж/кг, содержание летучих компонентов 68 %, зольность 12 %) позволяет получать аглопоритовый щебень. Важной особенностью слюдокера-

мических теплоизоляционных материалов является то, что они очень хорошо обрабатываются инструментами любого типа. Еще одним интересным свойством таких материалов является нехрупкий характер разрушения в некотором интервале нагрузок. Слюдокерамические материалы не смачиваются расплавами металлов и могут использоваться в качестве теплоизоляции при контакте, например с расплавленным алюминием. Неформованные вспученные слюдосодержащие материалы использоваться в качестве эффективных теплоизоляционных заполнителей. Для получения керамических теплоизоляционных материалов представляют интерес зольные микросферы, образующиеся при сжигании каменных углей. Общая характеристика составов композиций и основные свойства полученных материалов приведены в таблице 13.

Достоинства штукатурных фасадных систем. Утепление наружных стен является основным материалом по теплоизоляции здания, так как на стены приходится наибольшая площадь наружных ограждений здания и в зависимости от конструкций стен через них теряется до 45 % тепла. Утепление фасада с оштукатуриванием является наиболее распространённым методом изоляции наружных стен.

Устройство наружной теплоизоляции стен со штукатуркой имеет ряд достоинств:

-стена становится более теплоустойчивой, так как теплоизоляция защищает стену от промерзания;

-точка росы сдвигается в теплоизоляционный слой, что исключает выпадение конденсата на внутренней поверхности стены;

25

Таблица 13 – Физико-механические свойства керамических теплоизоляционных материалов

26

-благодаря волокнистой структуре и хорошей паропроницаемости теплоизоляционных материалов, конденсации влаги внутри стены не происходит;

-для отделки фасада можно использовать разнообразные декоративные штукатурки и краски, которые придадут зданию привлекательный вид;

-сохраняется внутренняя полезная площадь здания.

Утепление фасадов с тонкослойной штукатуркой.

Рисунок 15 – Жесткая гидрофобизированная изоляция в плитах из минерального волокна на основе базальтовых пород ISOVER FASOTERM РF:

1 – проникающая грунтовка: 2 – минеральный клеевой состав; 3 – панели из минеральной ваты; 4 – дюбель с тарельчатой головкой; 5 – армирующая стеклосетка; 6 – грунтовка;

7 – фасадная штукатурка

Жесткая гидрофобизированная изоляция в плитах из минерального волокна на основе базальтовых пород ISOVER FASOTERM РF обладает не только хорошими теплотехническими характеристиками, но и высокой устойчивостью к нагрузке (таблица 14). Она предназначена для утепления фасадов с оштукатуриванием (с тонкослойной штукатуркой). Материал имеет продольное строение волокон. Для удобства монтажа, плиты маркированы выжженными на их поверхности полосками. При этом обозначенная полосками поверхность плиты должна быть обращена к изолируемой стене. Плиты используют для тепло- и звукоизоляции наружных стен с нанесением тонкого штукатурного слоя (рисунки 15, 16).

Рисунок 13 – Звукоизоляционные характеристики фасада с утеплением плитами FASOTERM РF и без изоляции

Они характеризуются высокой прочностью на отрыв слоев. Плиты мон-

тируют таким образом, чтобы обозначенная полосками поверхность была обращена к изолируемой стене.

Утепление фасадов с толстослойной штукатуркой. Жесткая и устой-

чивая к нагрузкам плита из стекловолокна используется для утепления

27

наружных стен в системах вентилируемых фасадов, фасадов с оштукатуриванием (с толстослойной штукатуркой), трехслойных бетонных и железобетонных панелей (сэндвич-панели).

Таблица 14 – Эксплуатационные характеристики плит FASOTERM PF и FASOTERM NF

Материал предназначен для применения в тех случаях, когда изоляция наряду с хорошими теплотехническими характеристиками должна обладать высокой устойчивостью к нагрузке (рисунок 17).

Рисунок 14 – Жесткая устойчивая к нагрузкам изоляция из стекловолокна в плитах: 1 – крепёж; 2 – металлическая сетка; 3 – плита из стекловолокна; 4 – грунтующий и

выравнивающий раствор; 5 – цветные отделочные составы

Именно поэтому плита используется в системах утепления фасадов с толстослойной штукатуркой (толщина штукатурного слоя, наносимого на изоляцию, – более 12 мм). Помимо теплоизоляции, плита выполняет также функцию звукоизоляции, улучшая акустическую среду здания, что немаловажно, поскольку значительная часть наших домов находится в зонах с повышенным уровнем шума. Материал имеет теплопроводность (Вт/мК) от 0,035 до 0,040, размеры 600х1200, прочность на сжатие при 10 % деформации – не менее 10 кПа.

Жесткая двухслойная изоляция из стекловолокна. Состоит из плит разной плотности. Верхняя плита облицована стеклохолстом и имеет шпунтованные кромки. Верхний слой – плита толщиной 30 мм, нижний – плита, толщина которой определяется требуемой толщиной изоляционного «пирога» и может составлять 70…150 мм. Размеры плит различаются, что исключает воз-

28

можность возникновения сквозных швов в изоляционном «пироге». По длинной стороне плита имеет шпунтованные кромки, а ее лицевая поверхность покрыта стеклохолстом, что повышает устойчивость материала к механическим нагрузкам. Шпунтованная форма кромок обеспечивает надежную фиксацию плит таким образом, что они образуют неразрывную тепло- и ветрозащитную оболочку, не имеющую «мостиков холода».

Рисунок 18 – Московская область. Солодовня. Двухслойная система уте6пления ISOVER KLE+VKL

Для дополнительной вентиляции теплоизоляционного «пирога» в качестве верхнего слоя применяется материал с вентиляционными бороздками. Бороздки размером 15х15 мм располагаются с шагом 100 мм параллельно длинной стороне (рисунок 18).

Теплоизоляция плоской кровли. Главная выгода, получаемая при утеплении плоских кровель зданий, – это сокращение потерь тепла и улучшение влажностного режима конструкции кровли. Использование материалов в конструкции кровли уменьшает количество влаги и устраняет возможные термические деформации несущей конструкции, т.к. теперь она находится в диапазоне положительных температур. Теплоизоляционные материалы для плоских кровель являются отличной основой для гидроизоляционного ковра.

Кровельные материалы совместно с правильно установленной гидроизоляцией защищают несущую конструкцию кровли от влияния внешней среды, обеспечивая тем самым длительный срок эксплуатации здания. При применении теплоизоляционных материалов кровля становится эксплуатируемой. Это позволяет проводить ремонтные работы, а также работы по установке дополнительного оборудования на кровле.

При теплоизоляции плоской кровли используются гидрофобизированные плиты ISOVER OL-K и OL-LA. Их применяют в качестве нижнего теплоизоляционного слоя совместно с плитами из минерального волокна и стекловолокна в составе двухслойной системы утепления. Они представляют собой жесткую необлицованную плиту из каменного волокна. Комбинированный вариант утепления крыши с использованием стекловолокна и каменной ваты условно называют "золотой крышей" за ее великолепные теплотехнические и эксплуатационные характеристики.

Благодаря большим размерам, плиты из стекловолокна, составляющие верхний слой, перекрывают более значительные площади. Нагрузочная способность такой крыши оказывается выше, чем, например, в случае использования только плит из каменной ваты.

Комбинированный вариант утепления применяется для теплоизоляции плоских кровель, выполненных как с использованием железобетонных плит перекрытия, так и профнастила (рисунки 19, 20).

29

ISOTEC KK-ALC – это длинные, лёгкие и устойчивые к нагрузкам цилиндры из стекловолокна, покрытые армированной алюминиевой фольгой. Благодаря такому покрытию, цилиндры исключительно удобны в работе и легко поддаются очистке. Кроме того, покрытие практически полностью исключает вынос частиц стекловолокна в окружающую среду. Стекловолокно является неорганическим и химически нейтральным продуктом, а также не содержит веществ, вызывающих коррозию, что обеспечивает надёжную защиту изолируемой поверхности.

Цилиндры предназначены для изоляции трубопроводов отопления и горячей воды, при этом температура изолируемой поверхности должна находиться в диапазоне от 15 до 500 о С. Материал также можно использовать для изоляции трубопроводов холодной воды. В этом случае стыки и продольные швы должны быть плотно проклеены специальной алюминиевой плёнкой.

Рисунок 21 – Минераловатные цилиндры

Покрытие армированной алюминиевой фольгой предотвращает вынос частиц стекловолокна в окружающую среду, поэтому цилиндры используют для теплоизоляции труб в тех помещениях, где требуется высокая чистота воздуха (таблица 15, рисунок 21).

Если нет опасности механического повреждения, цилиндры устанавливают на трубопровод без дополнительного покрытия. Продольные швы и стыки цилиндров проклеивают специальной алюминиевой лентой или производят горячую завальцовку. При более жёстких условиях или на открытом воздухе необходимо использовать дополнительное покрытие типа ПВХплёнки или плакирование металлом. При постоянной рабочей температуре изолируемой поверхности свыше 250 о С цилиндр необходимо закрыть защитным кожухом.

Таблица 15 – Эксплуатационные характеристики теплоизоляционных Цилиндров ISOTEC KK-ALC

31

ISOTEC KIM-AL – это стекловатный мат, облицованный армированной алюминиевой фольгой. Вертикальное расположение волокон обеспечивает высокую гибкость мата в продольном направлении. Материал предназначен для тепло- и пароизоляции трубопроводов большого диаметра с холодной и горячей водой, а также вентиляционных каналов. Максимальная температура изолируемой поверхности не должна превышать 500 оС (рисунок 22, таблицы

16, 17).

Рисунок 22 – Стекловатный мат

Рисунок 23 – Гибкая плита из стекловолокна

Гибкая, прочная на сжатие плита из стекловолокна. Материал обли-

цован стеклохолстом со шнуровым усилением. Складчатое строение волокна придает плитам исключи-

тельную стабильность размеров по толщине и ширине и при этом позволяет сгибать их в продольном направлении (рисунок 23). Благодаря складчатому строению волокон, плиты легко гнутся в продольном направлении, поэтому их можно монтировать на большие цилиндрические резервуары. При этом плиты будут плотно прилегать к поверхности резервуара, сохраняя жесткость в поперечном направлении. Модифицированный материал с номинальной плотностью 50 кг/м2 предназначен для случаев, когда теплоизоляционному покрытию необходимо обеспечить особую жесткость. Максимальная температура изолируемой поверхности не должна превышать 250 оС (рисунок 24).

Рисунок 24 – Кривые и коэффициенты абсорбции

32

Таблица 16 – Выбор изоляции для трубопроводов и резервуаров

Таблица 17 – Выбор изоляции для вентиляционных каналов

33

Раrос Е-зед и 140 Е-&ед – изоляционные сегменты, изготовленные из каменной ваты, с точными размерами для колен труб стандартных размеров и специальных колен с большим радиусом кривизны (рисунок 25).

Удельная плотность изоляционного сегмента – 100 и 140 кг/м3. Для трубных секций наружный диаметр – 114…1016 мм. Удельная изоляционная толщина – 50…160 мм.

Изоляционная толщина больше при многослойном применении изоляционных сегментов (изоляционную толщину следует проверить по каждому конкретному случаю). Пожарная классификация по ГОСТ 30244, НПБ 244-97

– негорючий строительный материал (НГ). Огневая изоляция для вентиляционных каналов. Максимальная рабочая температура – плюс 750 °С. Теплопроводность, Вт/мК, при различных средних температурах – в соответствии с секциями труб РАКОС Е и РАКОС 140Е

Рисунок 25 – Изоляционные сегменты Раrос Е-зед и 140 Е-&ед

Раrос – трубные секции АСЕ из каменной ваты с покрытием из алюминиевой фольги, усиленной стеклосеткой, подходят для стандартных размеров труб и могут использоваться также для вентканалов, водопроводных и канализационных систем. Армирующая сетка из стекловолокна приклеена на внутреннюю поверхность алюминиевой фольги. Цилиндр имеет продольный разрез для облегчения его установки на трубу. В отличие от АЕ не имеет нахлеста вдоль продольного шва (рисунок

26).

Рисунок 26 – Трубная секция из каменной ваты

Удельная плотность………………100 кг/м

Длина……………………………… 1 м

Диаметр внутренний………………12-89 мм Толщина изоляции…………………20-60 мм.

Пожарная классификация по ГОСТ 30244, НПБ 244-97

Трубные секции – слабогорючие (трудносгораемые по СТ СЭВ243780) – П, трудновоспламеняемые – В1, с малой дымообразующей способностью – Д1, основа – негорючая.

Максимальная рабочая температура: плюс 250 °С. Температура поверхности покрытия не должна превышать плюс 80 °С (температурное ограничение определяется термоустойчивостью клея покрытия). Теплопроводность, Вт/мК, при разных средних температурах: 10 °С/0,034, 100 °С/

0,042, 200 °С/ 0,059.

Плиты ISOROOF-T (ИЗОРУФ), ISOROOF-B и ISOFLOOR (ИЗОФЛОР) по-

вышенной жесткости из минеральной ваты на синтетическом связующем.

34

Материал классифицируется низкой теплопроводностью, низкой плотностью, является негорючим и обладает повышенной гидрофобностью. Плиты, помимо вышеперечисленных свойств, обладают высокими прочностными характеристиками на сжатие и на отрыв слоев (таблица 18).

Таблица 18 – Технические характеристики плит ИЗОРУФ и ИЗОФЛОР

Теплоизоляционные и звукоизоляционные стекломатериалы. Это до-

вольно обширный вид стекломатериалов – пеностекло, стекловолоконные материалы, стекловата, стеклоткани, используемые в строительстве для тепло- и звукоизоляции различных устройств, зданий, сооружений.

Пеностекло – пористый тепло- и звукоизоляционный материал с истинной пористостью до 85…95 %. В зависимости от назначения пеностекло может быть замкнутым или с сообщающимися порами. Для теплоизоляции применяют пеностекло с замкнутыми порами, а для звукоизоляции – с сообщающимися (рисунок 35).

Рисунок 35 – Пеностекло

Пеностекло можно получать различными способами:

- вспениванием порошка измельченного стекла, содержащего газообразующие вещества с последующим его спеканием – порошковый метод;

35

-формированием стекломассы, вспененной газообразователями в процессе варки стекла;

-вспениванием размягченного стекла под вакуумом;

-вспениванием смеси порошка стекла с пенообразователем с последующим спеканием – двухстадийный метод.

Пеностекло легко поддается механической обработке: резанью, пилению, сверлению, шлифовке и склеиванию между собой и с другими материалами, что расширяет область применения.

В зависимости от свойств и назначения пеностекло классифицируется на: влагозащитное, строительное, декоративно-облицовочное, декоративноакустическое, фильтрующее, высокотемпературное.

Пеностекло как теплоизолирующий материал при теплопроводности, равной теплопроводности лучших теплоизоляционных материалов, превосходит их по ряду других показателей. Пеностекло влагонепроницаемо, обладает высокой механической прочностью, негорючее и удовлетворяет сани- тарно-гигиеническим требованиям – не гниет и не плесневеет.

Теплоизоляционные свойства пеностекла обусловлены: низкой плотностью – 140…200 кг/м3; высокой закрытой пористостью – количество твердой формы составляет 5…15 %, а газообразной – 95…85 %; водопоглощением – 3…5 %. Теплоизоляционное пеностекло характеризуется высокой морозостойкостью – до 50 циклов попеременного замораживания до минус 30 оС и оттаивания до плюс 20 оС. Звукопоглощающее пеностекло характеризуется системой открытых пор и имеет водопоглощение 70…80 %.

В качестве теплоизоляционного и звукоизоляционного материала пеностекло используется в гражданском и промышленном строительстве. Им изолируют полы, потолки, междуэтажные бетонные перекрытия. Крошку пеностекла используют для теплоизоляции кровли зданий. Блоки пеностекла могут применять для холодильных камер и других низкотемпературных емкостей и хранилищ. Пеностекло в качестве тепловой изоляции можно применять в пределах от температур глубинного холода до плюс 45 оС.

Тепло- и звукоизоляционные изделия из штапельного волокна. Штапель-

ное СВ, получаемое путем расчленения струи расплавленного стекла воздухом, паром или газовым потоком, отличает небольшая длина (до 50 см), извитость и хаотическое расположение в пространстве. Штапельное СВ в процессе получения формуют в виде ваты, матов и холстов, скрепляемых органическими и неорганическими связующими. Из штапельного СВ выпускают различные тепло- и звукоизоляционные изделия в соответствии с ГОСТ 10499. Для этого в камере волоконообразования при помощи распылителя разбрызгивается синтетическая смола, например фенолформальдегидная, в количестве 3,5…10 % от массы волокна, которая при температуре 130…170 оС склеивает волокна друг с другом и делает СВ полужестким. Ленту волокна толщиной 30..50 мм, выходящую из камеры полимеризации, разрезают на плиты заданных размеров. Материалы из штапельного стекловолокна широко используются для тепло- и звукоизоляции в строительстве, фильтрации агрессивных сред и других целей.

36

2 Гидроизоляционные, защитные и специальные строительные материалы

Общая задача гидроизоляции – не допустить проникновения воды к изолируемому материалу (антикоррозионная гидроизоляция) или миграцию воды через ограждающую конструкцию (антифильтрационная гидроизоляция).

Влюбом случае для этого надо создать водонепроницаемый слой между водонасыщенной средой и изолируемой конструкцией или придать самому материалу конструкции водонепроницаемость. Для осуществления этих мероприятий применяется широкий комплекс гидроизоляционных технологий и материалов.

Применение гидроизоляционных материалов началось в глубокой древности. По данным раскопок установлено, что 4500…5000 лет назад природный битум и смолу использовали в качестве вяжущих в гидроизоляционных материалах при строительстве сооружений в Египте и Вавилоне, изоляции каналов

иводостоков, фундаментов дворцов, храмов и подступов к ним. Стены и полы в амбарах и зернохранилищах защищали битумной обмазкой, что обеспечивало длительную сохранность зерна и других сельскохозяйственных продуктов (рисунок 36).

Всовременных строительных

технологиях применяют следующие виды гидроизоляции: конструкционная, проникающая, бронирующая, обмазочная, рулонная и мембранная.

Рисунок 36 – Гидроизоляция канала, водостоков и мостовой конструкции в Вавилоне

Проникающая гидроизоляция обеспечивает надежную водонепроницаемую защиту строений за счет использования процессов направленной кристаллизации.

Бронирующая гидроизоляция защищает поверхности от воды мощным высокопрочным водонепроницаемым слоем.

Обмазочная, рулонная и мембранная гидроизоляция особенно эффектив-

на при обработке больших площадей в промышленно-гражданском строительстве.

В настоящее время в строительстве применяется огромное количество гидроизоляционных материалов. Они различны по своей природе, химическому и минералогическому составу, физическим свойствам и агрегатному состоянию (жидкие, пластично-вязкие, упруго-вязкие, твердые и рыхлые), долговечности и ряду других характеристик, оказывающих влияние на качество и эксплуатационные свойства гидроизоляции.

С большой долей условности их можно разделить: на однородные и неоднородные, с защищаемым материалом.

Среди материалов, условно отнесенных в разряд неоднородных с бетоном (на основе различных смол и полимеров), – это мастики, герметики, рулонные,

37

листовые, обмазочные и оклеечные материалы. Принцип их действия основан на создании на поверхности бетона водонепроницаемой защитной пленки.

При всех достоинствах, таких как абсолютная водонепроницаемость, высокая (по сравнению с бетоном) пластичность, химическая стойкость (в ряде случаев), у этих материалов существует ряд недостатков, которые накладывают определенные ограничения или требуют дополнительных работ и затрат при их применении. Это высокие требования к поверхности защищаемой конструкции. Поверхность должна быть абсолютно ровной и сухой. Все мастичные, рулонные и оклеечные материалы боятся внешних механических воздействий. Нарушение гидроизоляции хотя бы в одном месте приводит к полной потере гидроизоляционных свойств, промоканию конструкции и отслоению гидроизоляционного покрытия. Высокая пластичность и деформативность гидроизоляционного покрытия – очень хорошее качество материалов данного вида. Это позволяет сохранять защитные свойства даже при деформациях конструкций (правда, незначительных). Однако при отрицательных температурах, большинство из полимерных, битумных, мастичных материалов приобретает хрупкость стекла со всеми вытекающими отсюда последствиями.

2.1 Бронирующая гидроизоляция

К группе бронирующей гидроизоляции относятся материалы, предназначенные для изготовления высокопрочных водонепроницаемых бетонных, железобетонных конструкций (изделий) или армированных защитных слоев, рассчитанных на длительный срок эксплуатации, отличающиеся однородностью и высокой плотностью структуры, оптимизированной для достижения максимальных значений водонепроницаемости (W16-W20), морозостойкости (F500F800) и прочности (B45-B60).

Для обеспечения водонепроницаемости, прочности и долговечности в таких бетонах используются высокочистые высокомарочные специальные цементы (цемент-гидро); чистые минеральные мелко- и крупнофракционные заполнители.

Область применения: изготовление водонепроницаемых, высокопрочных монолитных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, подземных сооружений, фундаментов, бассейнов и др.; реконструкция и ремонт гидроизоляции в ванных комнатах и сантехкабинах, подвальных помещениях, цоколях и отмостках, теплых полах (рисунок 37).

Рисунок 37 – Гидроизоляция бассейнов

Представителем бронирующей гидроизоляции является система Гидро S (группа компаний ЭТТРИЛАТ):

Цемент-гидро SI – высококачественный цемент, модифицированный минеральными добавками. Относится к безусадочным цементам. Он предназначен для приготовления бетонов высокой прочности и водонепроницаемости.

38

Смесь-гидро SII – представляет собой смесь цемента-гидро S и отсеянного кварцевого песка в соотношении 1:2. Применяется для приготовления водонепроницаемых и высокопрочных штукатурных растворов, рассчитанных на толщину штукатурного слоя от 25 мм.

Смесь-гидро S+ – представляет собой высокопрочную смесь цементагидро S и отсеянного кварцевого песка с добавлением микрокремнезема. Назначение – приготовление водонепроницаемых и высокопрочных штукатурных растворов, рассчитанных на толщину штукатурного слоя от 10 мм.

Смесь-гидро 23 – представляет собой высокопрочную, армированную фиброволокном смесь. Применение фиброволокон придает строительным растворам, бетонам повышенную трещинную прочность, ударную стойкость, устойчивость к истиранию, не требует применения армирующей сетки.

Система Сeresit (производство компании «Хенкель Баутехник»):

Сeresit CR 65 – безусадочная, паропроницаемая, водонепроницаемая, морозостойкая и экологически безопасная гидроизолирующая цементная масса.

Ее рекомендуют для гидроизоляции снаружи и изнутри водопроницаемых недеформирующихся минеральных оснований различного типа в гражданском и промышленном строительстве, например, плавательные бассейны, резервуары для питьевой воды, старые здания и их элементы, подвергающиеся воздействию атмосферных осадков и грунтовой воды. Нельзя выполнять работы по гидроизоляции не покрытых штукатуркой стен, сложенных из разных материалов, например, частично каменных, частично кирпичных.

2.2 Материалы проникающей капиллярной гидроизоляции

Проникающая гидроизоляция проводится с составами, предназначенными для объемной гидроизоляции водопроницаемого пористого материала. Принцип ее действия основан на проникновении специальных компонентов в пористую структуру приповерхностной зоны изолируемого материала, растворов рабочих веществ и их фиксации в толще материала в виде нерастворимых химических соединений. Проникающая гидроизоляция заполняет поры и, кристаллизуясь, вытесняет из них жидкость, а затем блокирует их (рисунок 38).

Слой проникающей капиллярной гидроизоляции

Рисунок 38 – Принцип действия проникающей гид-

роизоляции

Гидроизоляционный эффект достигается реакцией различных химических компонен-

тов, содержащихся в растворе, со свободным кальцием и алюминием бетона, формируя нерастворимые кристаллические образования, и этот процесс протекает глубоко внутри бетона. Добавки, кристаллизуясь, надежно заполняют ка-

39

пилляры и трещины. Процесс протекает как при положительном, так и отрицательном давлении воды. В отсутствии влаги компоненты бездействуют, но с появлением влаги – начинают реакцию и рост кристаллов вглубь бетона продолжается. Таким образом, компоненты проникающей гидроизоляции становятся составной частью бетона, формируя с ним единое целое.

Впроцессе фиксации специальные компоненты позволяют проводить дополнительную модификацию свойств обрабатываемого материала. Это предотвращение коррозионных процессов в арматурных элементах железобетонного основания; восстановление технических характеристик "старого" бетонного камня; повышение химической стойкости материала.

Область применения проникающей гидроизоляции – бассейны, резервуары, тоннели и шахты, насосные станции, фундаменты и дамбы, очистные и гидротехнические сооружения, производственные помещения. Проникающая гидроизоляция действует в заглубленных и полузаглубленных сооружениях. Кроме того, она используется для подавления плесени и грибковых образований.

Обеспечивая необходимые характеристики по водонепроницаемости W10…W12, гидроизоляция существенно различается по глубине проникновения в толщу обрабатываемого материала, расходу и способу нанесения.

Внастоящее время одной из актуальных проблем градостроительства, эксплуатации и ремонта существующих конструкций и сооружений является их вторичная защита, регламентируемая СНиП 2.03.11-85. Многие подвальные помещения в городах (особенно в их старой части) находятся в плачевном состоянии. В подавляющем большинстве случаев сырые подвалы поражены различными видами грибков и плесени, штукатурка утратила свою прочность, отслоилась и не может служить основой для последующего ремонта.

Представителем проникающей гидроизоляции являются составы РИКАВЕРОН®, выпускаемые ЗАО Антикорстрой, представляют собой однокомпонентный или двухкомпонентный материалы на основе цементнопесчаных композиций с модифицирующими добавками.

Взависимости от типа они обладают следующими характеристиками: прочностью на сжатие – от 30 до 55 МПа; прочностью на изгиб – до 8 МПа; прочностью сцепления со старым и новым бетоном: с тяжелым – не менее 2,0 МПа, с ячеистым – не менее 1,5 МПа; морозостойкостью – 300 циклов; водонепроницаемостью – до W 20. Сравнительный анализ составов Рикаверон показал, что они не уступают зарубежным аналогам по физико-механическим показателям, а по некоторым даже превосходят их и имеют значительно более низкую стоимость (примерно в 5 раз) при одинаковых расходных нормах (таблица 19). Причем для многих зарубежных материалов неизвестна стойкость к попеременному замораживанию и оттаиванию, что немаловажно в Российских условиях.

Составы Рикаверон выпускаются различных типов:

Рикаверон 350 – однокомпонентный состав проникающего действия. Ре-

комендуется для защиты и восстановления прочностных характеристик конструкций и сооружений из бетона и кирпича при ремонтных и реставрационных работах.

40

Рикаверон ГФ – гидрофобизирующий двухкомпонентный состав. Рекомендуется для защиты конструкций, подвергающихся воздействиям воды и агрессивных жидкостей (бассейны, колодцы, коллекторы и т.п.). Он также эффективен для упрочнения и защиты поверхности конструкций из ячеистого бетона.

Рикаверон ГУ – гидроизолирующий состав упрочняющего действия. Рекомендуется для усиления конструкций, восстановления их водонепроницаемости, заделки деформационных швов, трещин, в качестве упрочняющего гидроизолирующего покрытия.

Таблица 19 – Сравнительные характеристики бетонов с защитой Рикаверон и без защиты

Гидротэкс и Стромикс (Хабаровск-Москва) – проникающая гидроизоляция двойного действия: основа – минеральные компоненты; глубина проникновения – до 100 мм; марочная прочность поверхностного слоя (3 мм) – до М500; расход – от 3 кг/м2; способ нанесения – шпатель, кисть.

ПЕНЕТРОН (ICS/Penetron International Ltd., США) состоит из специально-

го цемента высшего качества, заполнителей определенной гранулометрии, а также запатентованных активных химических добавок. Гидроизоляционный эффект достигается реакцией различных химических компонентов, содержащихся в растворе, со свободным кальцием и алюминием бетона, формируя нерастворимые кристаллические образования, и этот процесс протекает глубоко внутри бетона. Добавки, кристаллизуясь, надежно заполняют капилляры и трещины. Процесс протекает как при положительном, так и при отрицательном давлении воды. В отсутствии влаги компоненты бездействуют, а с появлением влаги – автоматически начинают реакцию и рост кристаллов внутрь бетона продолжается. Рост гидроизоляционных кристаллов отмечался и на глубине 90 см от их нанесения. Таким образом, ПЕНЕТРОН становится составной частью бетона, формируя с ним единое целое. Кристаллические новообразования обеспечивают гидроизоляцию, блокируют проникновение воды и при этом сохраняют паропроницаемость, т.е. бетон дышит (рисунок 39).

Отличительной особенностью импортных материалов проникающей гидроизоляции является большое число модификаций со специальными свойствами. Так, ICS/PENETRON International Ltd. выпускает материалы, которые не только защищают бетон от проникновения воды, но и от воздействия кислот и щелочей, химикатов и промышленных сточных вод, нефтепродуктов, солевой воды, агрессивных грунтовых вод, карбонатов, хлоридов, сульфатов, нитратов, а также повышают морозостойкость и прочность бетона.

41

ПЕНЕКРИТ – используется для устранения фильтрации воды через стыки, швы, трещины, каверны, примыкания в статически нагруженных бетонных конструкциях, а также для ремонта структурно поврежденного бетона. Отличается хорошей адгезией к бетону, металлу, кирпичу, быстрым твердением и набором прочности (средний расход 1,8…2 кг/п. м при сечении трещины/стыка

20×20 мм).

Рисунок 39 – Область применения ПЕНЕТРОНА

ПЕНЕТРОН Плюс – применяется для гидроизоляции свежеуложенных горизонтальных поверхностей, бетонных и растворных стяжек (расход 0,5 кг/м2).

ПЕНЕТРОН Адмикс – добавка в бетонную или растворную смесь для обеспечения их водонепроницаемости (расход 0,5…2 % от веса цемента в растворе или 4,5 кг на 1 м3 бетона).

ВАТЕРПЛАГ – быстротвердеющий состав, применяется для остановки и устранения напорной течи под давлением в течение 40 с (расход 1,2 кг/дм2).

ПЕНЕПЛАГ – быстротвердеющий состав, применяется для остановки и устранения напорной течи под давлением в течение 10 с (расход 1,2 кг/дм2).

ЛАХТА (РАСТРО и Гидрокор, Санкт-Петербург) – высокоэффективная экономичная проникающая гидроизоляция, отечественный аналог американской гидроизоляции ПЕНЕТРОН (рисунок 40).

Рисунок 40 – Принцип действия проникающей гидроизоляции ЛАХТА

Сравнительный анализ качественных и количественных характеристик однотипных материалов проникающей гидроизоляции приведен в таблице 20.

42

Таблица 20 – Сравнительные характеристики материалов проникающей гидроизоляции

43

Как и иностранные производители, фирма РАСТРО выпускает целый спектр модификаций гидроизоляции.

Проникающая ЛАХТА – используется для гидроизоляции подземных и наземных конструкций, в том числе для обработки поверхностей резервуаров питьевой воды.

Шовная гидроизоляция ЛАХТА – гидроизоляционный однокомпонентный безусадочный состав, представляющий собой сыпучий порошок серого цвета, не содержащий комков и механических примесей. В состав материала входят цемент, кварцевый песок и активные химические добавки. Она предназначена для защиты от влаги швов и стыков подземных и наземных конструкций.

Водяная пробка ЛАХТА – гидроизоляционный однокомпонентный состав, представляющий собой сыпучий порошок серого цвета, не содержащий комков и механических примесей. В состав материала входят гидравлические цементы, наполнители и активные химические добавки. Позволяет очень быстро ликвидировать протечки внутренних и внешних стен, фундаментов, дренажных систем, тоннелей, резервуаров для сточных вод.

Штукатурная и обмазочная гидроизоляции ЛАХТА – гидроизоляционный од-

нокомпонентный состав, представляющий собой сыпучий порошок серого цвета, не содержащий комков и механических примесей. В состав материала входят портландцемент, кварцевый наполнитель и активные химические добавки. Используется для защиты от влаги кирпичных, бетонных и железобетонных конструкций

Ремонтный состав ЛАХТА – безусадочный однокомпонентный состав, представляющий собой сыпучий порошок серого цвета, не содержащий комков

имеханических примесей. В состав материала входят цемент, минеральный наполнитель, армирующие волокна и активные химические добавки. Является незаменимым в ситуациях, когда необходимо быстро вернуть в эксплуатацию бетонные поверхности шоссе, мостов, ВПП аэродромов, индустриальных полов,