Жесткий утеплитель: описание, характеристики по ГОСТ

• Описание жесткого утеплителя
• Технология изготовления
• Технические характеристики по ГОСТ
• Виды жесткого утеплителя
• Преимущества и недостатки жесткого утеплителя

Среди эффективных решений для тепловой защиты самых разных объектов лидирующие позиции по праву занимает жесткий утеплитель. Высокая прочность, влагостойкость, долговечность, отменные теплоизоляционные свойства делают этот материал практически незаменимым в современном строительстве и промышленности. Тщательный выбор и профессионально выполненный монтаж жесткого утеплителя позволяет минимизировать теплопотери, снизить затраты на отопление и кондиционирование, продлить срок службы строительных конструкций.

Описание жесткого утеплителя

Жесткий утеплитель — это инженерное решение, инновационный продукт для создания максимально эффективной тепловой защиты зданий и сооружений. 

Особенностью изоляции данного класса — плит из минеральной базальтовой ваты или, например, систем из пенополиуретана — является высокая плотность и жесткость, что обуславливает отменные технические характеристики, износостойкость, долговечность. В отличие от мягких, эластичных материалов, твердая теплоизоляция способна выдерживать значительные механические нагрузки, сохраняя эффективность в течение длительного времени.

Эксплуатационные свойства жесткого утеплителя:

• Низкий коэффициент теплопроводности.

Благодаря плотной (волокнистой или закрытопористой) структуре, твердая изоляция демонстрирует высокие теплофизические свойства, минимизирует теплопотери, независимо от того, из какого материала сделаны стены, кровля или напольное покрытие.

• Прочность на сжатие.

Высокая прочность на сжатие позволяет использовать материал для утепления строительных конструкций, подверженных значительным механическим нагрузкам, — фундамента, пола, плоской кровли.

• Влагостойкость.

Способность материала противостоять проникновению влаги является критически важной для сохранения эффективности и теплоизолирующих свойств. Утеплитель жесткий, такой как, например, экструдированный пенополистирол, практически не впитывает влагу, отталкивая воду, предотвращая ее проникновение внутрь изоляционного слоя. 

• Долговечность.

Твердая изоляция характеризуется долгим сроком службы. На протяжении этого времени теплоизолятор не теряет своих первоначальных свойств — показатели прочности, плотности, теплопроводности остаются неизменными. Жесткая теплоизоляция не подвержена гниению, разложению, поражению микроорганизмами. 

Дополнительным преимуществом выступает геометрически правильная форма теплоизолятора. Это значительно упрощает монтаж изоляционного изделия.

Технология изготовления

Развитие технологий позволяет создавать новые, более эффективные, экологичные материалы, что способствует повышению энергоэффективности объектов.

Производство каждого отдельного вида теплоизоляции имеет определенные особенности. Это связано с особенностями сырья, составом, структурой, а также назначением материала. 

Пенополистирол (пенопласт)

Производство одного из самых распространенных твердых изоляторов включает несколько этапов:

1. Подготовка сырья.

Гранулы полистирола смешиваются с вспенивающим агентом (обычно пентаном или бутаном).

2. Предварительное вспенивание.

Гранулы нагреваются паром, что приводит к увеличению их объема в несколько раз. Полученные вспененные гранулы стабилизируются на воздухе.

3. Формование.

Вспененные гранулы подаются в пресс-формы, где под воздействием пара окончательно расширяются, спекаются между собой, образуя монолитную структуру.

4. Резка, обработка.

Готовые блоки пенополистирола выдерживаются для стабилизации размеров, режутся на плиты требуемой толщины, размеров.

Экструдированный пенополистирол 

ЭППС отличается от ППС более плотной, однородной структурой с закрытыми порами, что обеспечивает ему улучшенные характеристики. 

Процесс производства ЭППС включает:

1. Смешивание.

Полистирол смешивается с вспенивающим агентом (обычно углекислый газ), а также специальными добавками (антипирены, красители).

2. Экструзия.

Смесь расплавляется, продавливается через экструдер, где происходит вспенивание и формирование плиты.

3. Охлаждение и стабилизация.

Полученная плита охлаждается и выдерживается для стабилизации размеров.

4. Резка, обработка.

Плиты режутся на необходимые размеры. Могут подвергаться дополнительной обработке (например, формированию кромок).

Пенополиуретан 

ППУ — полимерный материал, полученный в результате реакции полиола и изоцианата. Твердый пенополиуретан обладает отличным теплоизоляционными свойствами, высокой прочностью.

Этапы производства:

1. Смешивание компонентов.

Полиол, изоцианат, вспенивающий агент (обычно вода или углеводороды), катализаторы, другие добавки тщательно смешиваются.

2. Формование.

Смесь заливается в формы, где происходит реакция вспенивания, а также отверждения.

3. Выдержка, обработка.

Готовые изделия выдерживаются для полной стабилизации, подвергаются обрезке и обработке.

Минеральная вата

Минеральная каменная вата — волокнистый материал из расплавов горных пород габбро-базальтовой группы. 

Технология изготовления:

1. Подготовка сырья.

Измельченный базальт плавят в специальных печах при температуре около 1400–1500 °C.

2. Формование волокон.

Расплав подается на центрифуги или продувается через сопла сжатым воздухом, в результате чего образуются тонкие волокна.

3. Обработка связующим.

Волокна обрабатываются связующим (обычно фенолформальдегидные смолы) для придания им прочности, нужной формы.

4. Формование, отверждение.

Волокна укладываются на конвейер, формируются в плиты или рулоны. Связующее отверждается в специальных печах.

5. Резка, упаковка.

Изделия режутся на необходимые размеры, упаковываются.

Чтобы гарантировать соответствие теплоизолятора установленным стандартам и требованиям, обязательным условием является производственный контроль качества на каждом этапе — от подготовки сырья до упаковки готовой продукции. 

Технические характеристики по ГОСТ

ГОСТы, устанавливающие требования к утеплителям твердого типа, определяют ряд характеристик, от которых зависит их эффективность, долговечность, безопасность.

ГОСТ определяет:

• Теплопроводность (λ)

Теплопроводность жесткого изолятора — одна из важнейших характеристик, определяющая способность материала проводить тепло. Коэффициент теплопроводности твердой изоляции: 0,019–0,04 Вт/(м·К).

• Плотность (ρ)

Плотность изделия влияет на механическую прочность, теплоемкость, водопоглощение. ГОСТы устанавливают минимальные и максимальные значения плотности для различных марок теплоизоляции (28–200 кг/м³). 

• Водопоглощение (W)

Жесткая теплоизоляция должна иметь низкое водопоглощение, так как влага снижает теплоизоляционные свойства. Изоляторы с более высоким водопоглощением (>30% за 24 часа) требуют дополнительной защиты от влаги.

• Прочность на сжатие (σ)

Для защиты конструкций, подверженных значительным нагрузкам, рекомендуется применять самый прочный теплоизолятор. ГОСТы устанавливают минимальные значения прочности на сжатие — способности выдерживать механические нагрузки без деформации и разрушения — для различных марок утеплителей (0,01–0,5 МПа).

• Паропроницаемость (μ)

Эффективный утеплитель для стен или, например, кровли должен иметь оптимальную паропроницаемость, чтобы обеспечить «дыхание» конструкции, предотвратить накопление влаги внутри. Твердая теплоизоляция с высокой паропроницаемостью (0,3 мг/(м·ч·Па) и выше) требуют использования пароизоляционных мембран для защиты от влаги, поступающей изнутри помещений.

• Горючесть 

Для утепления жилых домов рекомендуется использовать утеплители с низкой горючестью (Г1, Г2). 

• Срок службы 

ГОСТы устанавливают требования к долговечности изоляционного слоя, исходя из назначения, условий эксплуатации. 

ГОСТы устанавливают состав, требования к содержанию вредных веществ, а также регламентируют размеры (длину, ширину, толщину) и геометрические параметры твердой теплоизоляции. Точное соответствие размерам позволяет обеспечить плотное прилегание теплоизолятора к конструкции, избежать образования «мостиков холода». 

Виды жесткого утеплителя

Выбор изолятора зависит от конкретных требований к уровню теплоизоляционной защиты, прочности, водостойкости, пожарной безопасности, стоимости.  

Утеплитель жесткий бывает нескольких типов:

• Экструдированный пенополистирол (XPS).

Обладает высокой прочностью, влагостойкостью, отличными теплоизоляционными свойствами. 

• Пенополистирол (EPS).

Легкий, экономичный материал с хорошими теплоизоляционными свойствами. 

• Пенополиуретан.

Обладает высокими теплоизолирующими свойствами, огнестойкостью. 

• Базальтовая вата.

Негорючий материал с хорошими тепло-, звукоизоляционными свойствами. 

Жесткая теплоизоляция широко используется для утепления фундаментов, полов, перекрытий, плоских кровель, стен, фасадов.

Преимущества и недостатки жесткого утеплителя

Каждый изоляционный материал обладает уникальным набором свойств, адаптированных к конкретным условиям эксплуатации. При выборе лучшего варианта нужно учесть характеристики жесткого теплоизолятора, а также преимущества и недостатки представителей данной группы.

Плюсы применения твердых утеплителей:

• Снижение затрат на отопление и кондиционирование.

Благодаря высокой теплоизоляции, материал позволяет значительно снизить затраты на отопление зимой и кондиционирование летом.

• Увеличение срока службы зданий и сооружений.

Защита конструкций от воздействия влаги, перепадов температуры, предотвращение разрушения, коррозии.

• Снижение нагрузки на фундамент.

Легкий вес некоторых видов теплоизоляции позволяет снизить нагрузку на фундамент.

• Устойчивость к механическим нагрузкам.

Жесткие плиты не требуют предварительного устройства каркаса, их можно крепить непосредственно к утепляемой поверхности.

Утеплитель можно располагать вертикально — такое положение не способствует усадке, появлению деформаций.

К недостаткам можно отнести более высокую стоимость по сравнению с теплоизоляционными материалами других видов. А также необходимость качественной паро-, гидроизоляции, защиты от ультрафиолета (если это рекомендовано производителем).