Навигация
Теплоизоляционные материалы
Источник: http://www.sigmaru.ru/keramzit.php
Технические требования (для марки) Достигнутые показатели Достигнутые показатели Фракция Марка по насыпной плотности, кг/м 3 250-280 260-290 270 - 300 300-340 310-350 320 - 350 360-400 370 - 400 410-440 420 - 450 Марка по прочности, МПа Коэффициент теплопровод-ности, Вт/м o С Зерновой состав, % по массе Морозостойкость 15 циклов (F15), потеря массы гравия, % Потеря массы гравия при кипячении, % Радиационное качество, Аэфф., Бк/кг
Керамзит - это экологически чистый утеплитель. В переводе с греческого языка на русский "керамзит" переводится как "обожженная глина". Он представляет собой легкий пористый материал, получаемый при ускоренном обжиге легкоплавких глин. По внешнему виду керамзит напоминает гравий, то есть представляет собой гранулы преимущественно округлой или овальной формы различного размера, поэтому часто его называют керамзитовый гравий. В технологическом процессе изготовления керамзита наблюдаются два явления: при резком тепловом ударе, подготовленной специальным образом глины, она вспучивается, чем достигается высокая пористость материала, а внешняя поверхность быстро оплавляется, что придает материалу достаточно высокую прочность и устойчивость к внешним воздействиям и создает почти герметичную оболочку. Поэтому качество керамзита во многом определяется точностью исполнения технологического процесса.
В зависимости от режима обработки глины можно получить керамзит различной насыпной плотности (объемным весом) - от 200 до 400 кг/куб. м. и выше. Чем ниже плотность вещества, тем он более пористый, а значит, обладает более высокими теплоизоляционными свойствами. Но тем сложнее при производстве получить необходимую прочность. Материал также характеризуется величиной керамзитовых гранул, которая колеблется от 2 до 40 мм, и в зависимости от их размера подразделяется на фракции, например 5-10 мм или 10-20 мм. Основываясь на размерах, продукцию делят на керамзитовые гравий, щебень и песок.
Гравий - это частицы округлой формы диаметром 5 - 40 мм, получаемые вспучиванием легкоплавких глин. Он морозоустойчив, огнестоек, не впитывает воду и не содержит вредных примесей. Керамзитовый щебень - это наполнитель произвольной формы (преимущественно угловатой) с размерами частиц 5 - 40 мм. Он получается путем дробления кусков вспученной массы керамзита. Керамзитовый песок - наполнитель с размерами частиц 0,1 - 5 мм. Его получают при обжиге глинистой мелочи во вращающихся или шахтных печах, отсевом из общей массы или путем дробления более крупных кусков керамзита.
Таким образом, керамзит это уникальный керамический пористый гравий, который обладает следующими свойствами:
- легкость и высокая прочность;
- отличная тепло и звукоизоляция;
- огнеупорность, влаго- и морозоустойчивость;
- кислотоустойчивость, химическая инертность;
- долговечность;
- экологически чистый натуральный материал;
- высокое отношение качество/цена.
Анализ теплоизоляционных и механических свойств керамзита позволяет использовать этот материал на российском и зарубежном рынке для теплоизоляции крыш, полов и стен, фундаментов и подвалов. Установлено, что рациональное использование керамзита в качестве теплоизолирующего материала при строительстве обеспечивает сокращение теплопотерь более чем на 75 %.
Необходимо особенно отметить такое важное свойство керамзита как экологическая чистота материала. Ведь состав керамзита - это только глина и ничего более. Таким образом, керамзит - абсолютно БЕЗОПАСНЫЙ, ПРИРОДНЫЙ материал, сродни керамике. Достаточно вспомнить историю человечества и глиняные сосуды, которые использовались людьми на протяжении тысячелетий. Человек хранил в таких сосудах пищу, воду и вино, чтобы надолго сохранить натуральный и естественный вкус продуктов, использовал глиняные изделия в качестве посуды при употреблении пищи. Да и сейчас, у каждого из нас найдется не один предмет в домашнем хозяйстве, который в своем составе содержал бы глину и ничего более. Отличие керамзита лишь в том, что при быстром обжиге глина вспучивается. Полученный таким образом гравий не горит, не тонет в воде, не слеживается, не подвержен гниению и обладает теплоизоляционными свойствами. На него, как и на любой глиняный сосуд не воздействует время. И в тоже время этот материал безопасен для человека и природы.
0-5 мм
Применение керамзита в строительной индустрии - обычное дело. Отличительной чертой керамзита является его относительно невысокая стоимость наряду с высокими эксплуатационными показателями. За десятилетия его применения он зарекомендовал себя только с наилучшей стороны. С применением керамзита построены, утеплены и облицованы миллионы зданий и сооружений. Но как узнать, сколько в том или ином случае потребуется керамзитового гравия.
Давать конкретные рекомендации по утеплению сложно, поскольку они зависят от конструкции не только пола или стены, но и здания в целом. Для расчета толщины слоя керамзита необходимого для теплоизоляции конструкции требуется знать теплосопротивление (коэффициент сопротивления теплопередаче), которое данная конструкция должна обеспечивать (выражается в м2*oС/Вт). Основные требования к теплосопротивлению зданий определяет СНиП II-3-79* (разработанный в 1979 г. и дополненный в 1995 г.).
Для примера приведем некоторые данные. Для зданий, строительство которых началось после 1 января 2000 года, требования следующие (цифры рассчитаны для климатической зоны Москвы): перекрытия, контактирующие с неотапливаемым помещением (чердаком или подвалом) должны обеспечивать теплосопротивление не менее 4,16 м2*oС/Вт, а находящиеся над проездом или аркой - не менее 4,7 м2*oС/Вт. Более жесткие требования во втором случае связаны с тем, что за счет постоянной циркуляции воздуха под перекрытием тепло уходит быстрее. Чтобы достичь этих значений, используя, к примеру, только керамзитобетон (теплопроводность 0,47 Вт/мoС), нужно сделать перекрытие толщиной почти 2 м в первом и 2,2 м во втором случае. В более ранних постройках требования были мягче: 2,50 м2*oС/Вт для перекрытия над подвалом; 2,85 м2*oС/Вт - над аркой или проездом.
Соответственно, чтобы в старом доме обеспечить теплосопротивление по новым нормам необходимо добрать разницу теплосопротивлений по новым и по старым нормам (для климатической зоны Москвы - 1,66 м2*oС/Вт в случае перекрытия над подвалом и 1,85 м 2*oС/Вт - над аркой или проездом). Тогда необходимую толщину утеплителя можно найти, умножив разницу теплосопротивлений на теплопроводность теплоизоляционного материала. Например, для керамзита нашего производства марки М300, коэффициент теплопроводности которого равен 0,075 Вт/мoС, толщина слоя будет равна 12,5 см в первом и 13,9 см во втором случаях соответственно. Нетрудно также подсчитать и стоимость утепления одного квадратного метра поверхности.
Если вы не имеете ни малейшего представления о теплосопротивлении, которое должна обеспечить конструкция пола или стены, то самый простой способ определиться с количеством утеплителя - это сравнить его с другими материалами. Так, например, 10 см керамзита в качестве утеплителя эквивалентны 25-сантиметровой толщине доски, 60 см керамзитобетонной плиты или 80-120 см кирпичной кладки.
Возведение ограждающих конструкций с расположением утеплителя внутри стены возможно с использованием практически любого из конструкционных материалов (лесоматериалы, штучные каменные или насыпные материалы, различные панели и монолитные конструкции). Применение керамзита для теплоизоляции стен является вполне оправданным благодаря удачному сочетанию его технико-экономических характеристик, экологической чистоте и удобству в работе, так как данным материалом можно заполнить практически любые формообразующие конструкции. Ограждающими конструкциями, например, могут являться: наружные стены каркасных деревянных домов, трехслойные железобетонные панели и конечно стены колодцевой кладки из штучных каменных материалов.
Колодцевая кладка представляют собой трехслойную конструкцию. Толщина первого слоя - внутренней несущей стены - определяется лишь прочностными требованиями; толщина теплоизоляционного слоя диктуется теплофизическими требованиями; назначение третьего (лицевого) слоя - защитить утеплитель от внешних воздействий.
Внутренний слой может быть выполнен из кирпича или блоков (бетонных, керамзитобетонных, шлакобетонных, гипсобетонных, газосиликатных, и т.д.).
Для лицевого слоя могут применяться кирпичи или камни керамические лицевые, отборные стандартные кирпичи, силикатные кирпичи, а также бетонные лицевые кирпичи. При облицовке силикатным кирпичом цоколь, пояса, парапеты и карниз выполняются из керамического кирпича. Для наружного слоя могут также использоваться бетонные и керамзитобетонные блоки со штукатуркой.
Специальные требования применяются к утеплителю, так как в данном случае ремонтно-восстановительные работы невозможны. Основными из этих требований являются: устойчивость к деформациям и влагостойкость. Данным требованиям отвечают, и чаще всего применяются - керамзит, минеральная вата, пенополистирол и стекловата.
Следует отметить, что внутренний и наружный слои ограждающей трехслойной конструкции должны быть связаны между собой (жесткими или гибкими связями). С позиции теплотехники эти связи являются «мостиками холода» и они могут значительно снизить термическое сопротивление всей ограждающей конструкции. Очевидно, что самое большое снижение теплосопротивления дает применение жестких кирпичных связей. Использование связей из нержавеющей стали значительно уменьшает теплопотери. Однако наиболее перспективный вариант с точки зрения борьбы с мостиками холода - применение специальных стеклопластиковых связей, в этом случае, теплопотери, как правило, не превышают 2%.
Вообще, стеклопластик наиболее перспективный материал для гибких связей, он обладает очень низкой теплопроводностью, высокой прочностью и очень высокой химической и деформационной стойкостью.
При проектировании и эксплуатации трехслойных стен с внутренним расположением утеплителя существует еще одна чрезвычайно серьезная проблема, на которую необходимо обратить внимание - это конденсация влаги внутри конструкции. Водяной пар, в результате диффузии попадающий в толщу конструкции, может привести к прогрессирующему отсыреванию утеплителя и постепенной потере им своих теплоизолирующих свойств. При этом утеплитель не высыхает даже в теплое время года, т.к. наружный слой является паробарьером.
Для борьбы с этим явлением применяется пароизоляционный слой и/или устраивается воздушный вентиляционный зазор. Необходимость и местоположение паробарьера определяются расчетом. При необходимости он устраивается перед теплоизоляционным слоем стены.
Рассмотрим некоторые варианты конструкций стен с использованием керамзита в качестве утеплителя. Как было выше сказано достаточно распространена и экономична конструкция наружных кирпичных стен при колодцевой кладке, при которой стену фактически выкладывают из двух самостоятельных стенок толщиной, например, в полкирпича, соединенных между собой вертикальными и горизонтальными кирпичными мостиками с образованием замкнутых колодцев.
Колодцы по ходу кладки заполняют керамзитом или легким керамзитобетоном. Такое решение хорошо защищает утеплитель от внешних воздействий, хотя и несколько ослабляет конструктивную прочность стены.
По другому варианту, аналогичному предыдущему, на одной ленте фундамента одновременно возводят параллельно с основной стеной и кладку в полкирпича. Но стены связаны друг с другом закладными элементами, выполненными в виде скобы из арматуры диаметром 5 - 6 мм. Отогнутые в разных плоскостях законцовки каждой скобы располагаются в слоях раствора соединяемых стен. Возможно и применение специальных стеклопластиковых связей. В зазор между стенами засыпают керамзит. Интересен и вариант возведения из стеновых блоков двух параллельных стен с организацией утепления аналогичным способом.
При сплошной кладке экономично устройство кирпичных стен с наружным или внутренним утеплением. В этом случае толщина кирпичной стены может быть минимальной, исходя лишь из требований прочности, то есть быть во всех климатических районах равной 25 см, а тепловая защита обеспечивается толщиной и качеством утеплителя. При расположении утепляющего слоя изнутри его защищают от водяных паров пароизоляцией, при расположении снаружи - защищают экраном или штукатуркой от атмосферных воздействий. Кирпичные стены имеют большую тепловую инерционность: они медленно прогреваются и также медленно остывают. Причем эта инерционность тем больше, чем толще стена и больше ее масса. В кирпичных домах температура внутри помещений имеет незначительные суточные колебания и это является достоинством кирпичных стен. Вместе с тем, в домах периодического проживания (дачи, садовые дома) такая особенность кирпичных стен в холодное время года не всегда желательна. Большая масса охлажденных стен требует каждый раз для своего прогрева значительного расхода топлива, а резкие перепады температуры внутри помещений приводят к конденсации влаги на внутренних поверхностях кирпичных стен. В таких домах стены изнутри лучше обшить досками. Внутренние несущие стены обычно выкладывают из полнотелого (глиняного или силикатного) кирпича.
Варианты с размещением теплоизоляции снаружи, под внешней отделкой, целесообразны и являются наиболее распространенными в мировой строительной практике. Технология монтажа внешней теплоизоляции и отделки очень проста и проводится в короткие сроки.
Если в качестве теплоизоляции используется керамзит то, как правило, чтобы обеспечить необходимый ее уровень, толщина слоя утеплителя должна составлять 10 - 20 см, в зависимости от капитальной стены, а также качества и технических параметров используемых стеновых блоков. Если внешняя стена облицована деревом, то необходимо учитывать боковую нагрузку на деревянный каркас. Работа может вестись следующим образом: либо параллельно с кладкой основной стены, либо после этого монтируется по 50 - 100 см по высоте внешняя отделка. В образованную полость между стеной и отделкой засыпают керамзит и сверху заливают достаточно жидким цементно-песчаным раствором таким образом, чтобы гранулы керамзита только склеивались цементным молоком, а пространство между ними оставалось открытым. Получается структура подобная керамзитобетону, но с теплопроводностью 0,12 - 0,15 Вт/мoС, в которой по максимуму используются свойства самого керамзита. Далее монтируется еще 50 - 100 см внешней отделки и процесс повторяется до тех пор, пока не будет завершена вся стена. В данном случае применение керамзита позволяет хорошо вентилировать полость, исключить отсыревание утеплителя и вагонки, гарантируя высокое качество теплоизоляции, продлить срок их службы.
При всех вариантах утепления ст е ны с внутренней стороны могут быть отделаны самыми разнообразными материалами. Используя технологические отверстия в стеновых блоках, можно закрепить горизонтальные или вертикальные рейки, а к ним - вагонку с вертикальной или горизонтальной ориентацией. Сухая штукатурка может быть закреплена также на деревянном каркасе или же непосредственно на стене шурупами или на мастике. Хорошо на возведенную стену укладываются стеклообои или жидкие обои, имеющие некоторую рельефность.
Существует и вариант внутреннего расположения теплоизоляции (со стороны помещений). Вариант этот достаточно распространенный и внешне весьма привлекательный: организация теплоизоляции и внутренняя отделка решаются одновременно, с минимальными затратами. Основная проблема - в передаче холода от внешних стен на сопрягаемые с ними перекрытия и внутренние стены и перегородки. Углы сопряжения при таком исполнении теплоизоляции могут промерзать. Для снижения степени промерзания этих зон, перекрытия лучше делать на лагах, а не бетонные. Желательно также при возведении стен пустоты заполнить утеплителем. К недостаткам этой схемы теплоизоляции можно отнести также и сложность эффективного утепления стен в зонах дверных и оконных проемов и подверженность силовых несущих стен большим температурным колебаниям как сезонным, так и суточным. Поэтому чаще всего этот вариант применяют тогда, когда капитальная стена самодостаточна и требуется сделать помещение максимально теплым, комбинируя внутреннюю теплоизоляцию с каким-либо другим типом.
Благодаря своим превосходным техническим характеристикам керамзит нашел самое широкое применение для теплоизоляции полов и фундамента, межэтажных перекрытий, а также крыш и мансард.
Использование керамзита хорошо подходит для теплоизоляции пола по грунту или в качестве "ровнителя" при работе с черновым полом, а также для теплоизоляции фундамента, что позволяет уменьшить глубину его заложения. Правда в таких случаях его применение требует достаточно большого запаса по высоте: для того чтобы удовлетворить требованиям СНиП II-3-79* к теплосопротивлению перекрытий над подвалом, потребуется слой толщиной около 30 см. Поэтому этот материал очень хорошо подходит для устройства теплоизоляции по грунту, когда под полом первого этажа есть достаточно много места. Есть еще один немаловажный момент при строительстве малоэтажных зданий с использованием керамзита - в данном материале не живут грызуны.
Существенно снизить глубину промерзания фундамента можно, уложив в грунт, вокруг дома, утеплитель на ширину 1,5 м от стены, под отмосткой. Завернутая в полиэтилен смесь керамзита с крупным песком могут уменьшить глубину промерзания на 0,5 – 0,8 м. Такой подход особенно будет полезен и для тех, у кого близки грунтовые воды, и для тех, кто уже построил дом, но не обеспечил требуемую глубину заложения фундамента.
Перекрытия над отапливаемыми помещениями (между этажами) обычно дополнительно утеплять не требуется. Другое дело, если стоит задача сделать комнату (например, детскую) максимально теплой, тогда вопрос в том, лаги какой высоты вы можете себе позволить - иначе говоря, сколько сантиметров от высоты потолка готовы "принести в жертву". Если же у вас есть место и под полом, то слой утеплителя толщиной 10-12 см никогда не повредит, а на обогрев комнаты уйдет меньше энергозатрат.