Минеральная вата долгое время оставалась единственным массовым теплоизолирующим материалом на просторах республик СССР. И по сей день этот вид утеплителя применяется повсеместно даже в современном строительстве. Однако новые технологические наработки позволили создать марки данного материала, которые имеют значительно улучшенные физические свойства, что делает их практически неотличимыми от своих прародителей.
Содержание
Свойства минераловатных плит
Теплоизоляционные качества – достигаются благодаря пористой структуре материала, переплетение мельчайших минеральных волокон, создает огромное количество воздушных пор (около 95% от объема минваты), а воздух, как известно, имеет очень низкую – позволяет создать комфортные условия в помещениях, благодаря отводу минераловатной плиты (впитывание влаги не более 1,5%) делает этот материал универсальным, применяемым в различных условиях. а также обеспечивает стабильность тепло- и звукоизоляционных качеств относится к группе экологически чистых и негорючих материалов. Из достоинств, еще можно отметить – устойчивость к различным деформациям, удобство при монтаже и долговечность.
Классы минераловатных теплоизоляторов
Государственный стандарт № 52953, актуализированный в 2008 году, определяет 3 класса материалов, которые к минеральным ватам: стеклянная вата (стекловата), шлаковая вата (шлаковата) и каменная вата.
Несмотря на свою общую схожесть, эти утеплители отличаются как технологией производства, так и физическими свойствами.
Стеклянная вата
Именно этот материал имеет в виду большинство людей, когда упоминают минеральную вату. Такая популярность в первую очередь обусловлена его низкой стоимостью. Стекловата имеет волокнистую структуру, при этом в среднем длина волокна составляет 15–45 мм, а ширина — 5–15 мкм. Показатель теплопроводности 0,04 ± 01 Вт/м*К. Этот утеплитель сохраняет свою температуру при температуре до 450 °C, и хорошо переносит кратковременные пики до 500 °C. Предельный минимум составляет 60 °C.
Производство материала заключается в вытягивании волокон из расплава стекла. Образовавшаяся структура имеет специфические свойства: обломки волокон впиваются в кожу, раздражают слизистые оболочки и органы дыхания, поэтому при работе со стекловатой необходимо обязательно использовать средства защиты. При этом спецодежда должна быть одноразовой, так как очистить её от остатков материала невозможно.
Шлаковая вата
Данный тип минеральной ваты также производится при помощи вытягивания волокон из сырья, в роли которого выступают горные шлаки. Толщина образовавшихся волокон колеблется в пределах 5–13 мкм, а длина более стабильна — 16 мм, с погрешностью в несколько единиц. По сравнению с другими видами минеральной ваты, она имеет самую меньшую огнеупорность: предельно допустимая температура составляет 300 °C.
При превышении этого максимума шлаковата теряет структуру (спекается), а вместе с этим и свои физические свойства. Применяя о данный материал, следует помнить о его склонности впитывать влагу (высокая гигроскопичность), поэтому при некоторых теплоизоляционных работах шлаковая вата может быть использована только в комплексе с полной гидроизоляцией.
Как и в предыдущем случае, базовое сырьё придаёт этому виду утеплителя негативные свойства: горные шлаки имеют повышенную кислотность, поэтому в случае контакта ваты с минимальным количеством влаги, она выделяет кислотные соединения, которые способствуют активному развитию коррозийного повреждения металлических элементов конструкции.
При нормальных условиях шлаковата имеет теплопроводность 0,47 ± 0,01 Вт/м*К, что является худшим показателем среди минеральных ват. Также такие стабильные показатели довольно удобны при расчёте теплоизоляции помещений.
Каменная вата
И в этом случае технология производства остаётся неизменной — вытягивание микроскопических волокон. Отличие заключается лишь в базовом сырье: на этот раз это различные горные породы, такие габбро, известняк, диабаз с некоторой долей примесей, процентное содержание которых может достигать 35%. Волокна имеют такие же параметры, как и у шлаковой ваты.
Теплопроводность данного утеплителя может сильно колебаться в зависимости от марки в пределах от 0,077 до 0,11 Вт/м*К. Максимальная возможная температура, при которой этот теплоизолятор сохраняет свои физические свойства — 600 °C. Также этот материал удобнее в использовании, чем шлако- или стекловата, так как его волокна не имеют склонности к разрушению и не несут угрозы здоровью человека.
Общим для этих трёх классов является исключительно высокая звукоизоляция, которая обусловлена рыхлистой структурой, имеющей большое количество внутренних полостей, и может достигать 95%. Также любая марка минеральной ваты содержит в своём составе от 2 до 10% связующих примесей, в роли которых чаще всего выступает фенолформальдегидная смола.
Со временем это вещество может испаряться и наполнять помещение вредными парами фенола. Но, с другой стороны, большое содержание таких примесей улучшает защиту утеплителя от разрушительного воздействия воды. Указанные выше предельные значения температуры указывают лишь на условия, при которых материал изменяет свою структуру, так как любой вид минеральной ваты не поддерживает открытого горения, что делает материалы этого класса хорошим выбором с точки зрения пожарной безопасности.
Технические характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Плотность верхнего слоя | 180 кг/м³ |
| Плотность нижнего слоя | 102 кг/м³ |
| Теплопроводность | λ10 = 0,037 Вт/(м·К) |
| Теплопроводность | λ25 = 0,038 Вт/(м·К) |
| Теплопроводность | λA = 0,039 Вт/(м·К) |
| Теплопроводность | λB = 0,041 Вт/(м·К) |
| Группа горючести | НГ |
| Прочность на отрыв слоев, не менее | 22 кПа |
| Водопоглощение при кратковременном и частичном погружении, не более | 1,0 кг/м² |
| Содержание органических веществ, % по массе, не более | 4,5 % |
| Паропроницаемость, | 0,3 мг/м*ч*Па |
| Класс пожарной опасности материала | КМ0 |
| Фасовка, | 1-4 (в зависимости от толщины) шт. |
| Расход, | 1,02 м2 |
Заключение
Специалисты подчеркивают важность соответствия между видом утеплителя минерального типа, его толщиной (зависящей от удельного веса) и областью его применения для отделки различных частей конструкции. Строители различают несколько разновидностей минваты, отличающихся между собой по технологии изготовления, воспламеняемости, гигроскопичности, плотности, теплопроводности и другим показателям.
Они отмечают, что чем выше показатель плотности материала, тем больше при его производстве было использовано натурального сырья, что увеличивает стоимость изделий с большими показателями жесткости. Тем не менее, специалисты отмечают, что, несмотря на, казалось бы, очевидные преимущества приобретения для отделки фасада жесткой минваты, имеющей высокую плотность, эта логика не всегда правильна. Это связано с тем, что монтаж утеплителя, имеющего большой удельный вес утяжеляет конструкцию, что нежелательно для значительной части построек.
Коэффициент сопротивления теплопередаче
Когда с областью применения каждого теплоизоляционного материала всё понятно, определяют наиболее эффективный из возможных вариантов для данной конструкции.
На потери тепла через конструктивные элементы зданий влияет толщина используемого материала и его коэффициент сопротивления теплопередаче — способность пропускать теплоту. Чем меньше коэффициент теплопроводности и толще слой строительного материала, тем лучше сохраняется тепло.
Для наглядного представления необходимой толщины стен из однородного материала, соответствующей требованию по сопротивлению теплопередаче, мы произвели расчет, который учитывает теплотехнические характеристики применяемых строительных материалов. Полученные результаты смотрите на графике:
- Пенополистирол
- Минеральная вата
- Газосиликатный блок
- Массив дерева
- Керамзитобетон
- Кирпич
Для выбора наиболее экономичного варианта, стоит обратить внимание на коэффициент теплопроводности строительных материалов в толще ограждающих конструкций: наружных стен, плоской или скатной кровли, мансардной крыши, чердачных перекрытий, окон, фундаментов, деревянных и бетонных полов (смотрите таблицу 2). Чем ниже этот показатель, тем меньшая толщина теплоизоляционного слоя потребуется.
Таблица 2 – коэффициент теплопроводности строительных материалов
| Наименование | Плотность, кг/м3 | Теплопроводность* λ Вт/(м °С) при условии эксплуатации**: | |
| А (сухой режим) | Б (нормальный режим) | ||
| Конструкционные материалы | |||
| Железобетон | 2500 | 1,92 | 2,04 |
| Пено- и газобетон | 1000-300 | 0,36-0,09 | 0,37-0,10 |
| Пено- и газосиликатные блоки | 1000-300 | 0,36-0,09 | 0,37-0,10 |
| Кладка из керамического кирпича | 1800 | 0,70 | 0,81 |
| Кладка из кирпича силикатного | 2000-1600 | 1,36-0,69 | 1,63-0,81 |
| Кладка из кирпича керамического пустотелого (плотностью брутто кирпича 1400 кг/м3) | 1600 | 0,63 | 0,78 |
| Сосна, ель поперек (вдоль) волокон | 500 | 0,14 (0,29) | 0,18 (0,35) |
| Обычное стекло | 2500 | ||
| Двухкамерный стеклопакет 32 4М—10—4М—10-4М | 0,47 | ||
| Однокамерный стеклопакет 24 мм 4М—16—4М | 0,32 | ||
| Рубероид (ГОСТ 10923-82) | 600 | ||
| Черепица глиняная | 1900 | ||
| Штукатурка гипсовая | 800 | 0.3 | |
| Штукатурка утепляющая | 500 | 0.2 | |
| Сталь | 52 |
Таблица 3 — Сравнение характеристик утеплителей по теплопроводности
| Наименование | Плотность, кг/м3 | Теплопроводность* λ Вт/(м °С) при условии эксплуатации**: | |
| А (сухой режим) | Б (нормальный режим) | ||
| Экструдированный пенополистирол | 26-60 | 0,034-0,036 | 0,034-0,036 |
| Пенополиуретан | 80-40 | 0,05-0,04 | 0,05-0,04 |
| Прошивные маты минваты | 125-50 | 0,046-0,042 | 0,051-0,045 |
| Плиты минеральной ваты на синтетическом связующем | 250-75 | 0,061-0,047 | 0,069-0,051 |
| Плитный полистирол (пенопласт) | 50 | 0,043 | 0,052 |
| 35 | 0,041 | 0,05 | |
| 25 | 0,043 | 0,052 | |
| 15 | 0,045 | 0,054 | |
| Полистиролбетонные плиты | 300-230 | 0,092-0,075 | 0,10-0,085 |
| Керамзит | 800-200 | 0,21-0,11 | 0,23-0,12 |
| Эковата | 35-60 |
*значения коэффициентов приняты из приложения А ТКП , технических характеристик от производителей теплоизоляции;
**в жилых домах наружные ограждающие конструкции относятся к условиям эксплуатации Б, а внутренние стены, перегородки, чердачные и надподвальные перекрытия − к режиму эксплуатации А.
Различия минваты
Как мы уже говорили, существует три вида минераловатных утеплителей. Каждый из них производится из разного сырья и обладает своими свойствами.
Преимущества:
- Воздухопроницаемость.
- Пожароустойчивость.
- Упругость, стойкость к вибрациям.
- Выдерживает низкие температуры.
- Более низкая, чем у других минват, стоимость.
Минусы:
- Небольшой срок годности — 5-10 лет.
- Усадка 80%.
- Сильно впитывает влагу.
- При попадании на кожу вызывает зуд или даже аллергическую реакцию.
Что касается сферы применения, обычно это — минеральная вата для утепления стен внутри дома.
Шлаковата
Производится из металлургических отходов. Уступает по характеристикам другим разновидностям утеплителей.
- Не обеспечивает должной шумоизоляции.
- Не выдерживает сильное нагревание. Не горит, но спекается и теряет свои теплоизоляционные качества.
- Не переносит температурные перепады.
- Также требуется защитная одежда и респиратор для монтажа.
- Нельзя утеплять сырые помещения с металлическими креплениями, так как под воздействием влажного воздуха, шлаки будут способствовать коррозии.
- Высокая гигроскопичность.
Плюс — такая прослойка в стене не привлекает грызунов и насекомых. Чаще всего используется на сухих поверхностях временных построек или нежилых зданий.
Каменная
Самый дорогостоящий материал. Именно его обычно выбирают для наружных работ в частных, в том числе каркасных деревянных домах. В производстве используются горные породы. Благодаря этому конечный продукт обладает массой достоинств:
- Высокая плотность, а значит и прочность.
- Пожароустойчивость. Не воспламеняется ни при какой температуре.
- Минимальная усадка (5%).
- Длительный срок службы (до 50 лет).
- Обеспечивает отличную звукоизоляцию.
- Почти не ломается в процессе работы, что случается с другими разновидностями продукции.
- Паропроницаемость. Волокна отталкивают влагу.
Минус — высокая стоимость. Несмотря на все плюсы, не всегда рационально утеплять именно этими плитами.
Минераловатные плиты: виды и характеристики утеплителей из минеральной ваты
Для изготовления минваты используется расплав стекла, доменных шлаков, горных пород вулканического происхождения. При помощи центрифуги из расплава получают волокна, которые смешивают со связующим веществом синтетического происхождения. Из получившейся массы формуют плиты минераловатные, которые различаются по размерам, плотности и жесткости.
Теплоизоляционные плиты из минеральных волокон применяются для тепло- и шумоизоляции
- перекрытий;
- скатных и плоских крыш;
- кровель из трехслойных панелей;
- полов;
- потолков;
- перегородок;
- трехслойных стен облегченного типа из блочных материалов (минвата закладывается в середину конструкции);
- каркасных стен;
- фасадов (при утеплении под штукатурку и в составе вентилируемых навесных фасадов).
Пример пирога стены с применением минваты
Достоинства волокнистых утеплителей
Минераловатные плиты характеризуются
- небольшим удельным весом — утепление данным материалом не перегрузит конструкции;
- высокой прочностью (данный показатель зависит от плотности плиты);
- огнестойкостью;
- биостойкостью (материал устойчив к гниению, непривлекателен для вредителей и грызунов);
- долговечностью (эксплуатационный срок при условии правильного монтажа превышает 50 лет).
Сравнение толщин материалов для теплоизоляции
Высокие технические характеристики делают материал лидером рынка теплоизоляторов
Теплопроводность
Плитная теплоизоляция из минеральной ваты за счет волокнистой структуры обеспечивает хорошую защиту от утечки тепла. Показатели теплопроводности зависят от вида и назначения плит — они находятся в диапазоне 0,036-0,042 Вт/(мК) при температуре от 10°С до 25°С согласно ГОСТу 4640-2011.
Обязательно почитайте: Материалы для пароизоляции кровли: виды и назначение
Огнестойкость
Минеральная вата относится к материалам с высокой степенью огнестойкости — такое утепление не воспламеняется от случайных искр и не способствует распространению огня. Волокнистые плиты выдерживают контакт с поверхностями, нагревающимися до +400°С и воздухом, нагретым до 750°С.
Негорючие плиты из базальтового волокна выдерживают контакт с открытым пламенем (1000°С) в течение двух часов при условии, что материал изготовлен без использования наполнителей из горючих синтетических веществ.
Плотность
Чем выше плотность блока, тем он жестче и лучше выдерживает деформационные напряжения под нагрузкой. Различаются следующие виды минераловатных плит
- мягкая плита (40-55 кг/м3, марка ПМ-40 и ПМ-50);
- полужесткая плита (60-90 кг/м3, марка ПП-60, ПП-70, ПП-80);
- жесткие плиты (100-150 кг/м3, марка ПЖ-100, ПЖ-120, ПЖ-140);
- плиты повышенной жесткости (160-210 кг/м3, марка ППЖ-160, ППЖ-180, ППЖ-200);
- плита твердая (220-300 кг/м3, марка ПТ-220, ПТ-250, ПТ-300).
Укладка плит своими руками на мансарде
Влагонепроницаемость
Плиты из минеральной ваты склонны к набору влаги.
Прочность и иные свойства волокна при этом не страдают, но замещение воздуха влагой в структуре материала ведет к резкому повышению коэффициента теплопроводности, то есть, ухудшению эксплуатационных свойств.
Использование определенных наполнителей позволяет гидрофобизировать материал. Согласно ГОСТу, уровень водостойкости утеплителя в среднем должен составлять 4-7 рН.
Паропроницаемость
Минеральная вата характеризуется самой высокой паропроницаемостью в сравнении с теплоизоляторами из других материалов. Показатель составляет 480*10-6 г/(м*час*Па).
В утеплительных конструкциях, где не предусмотрен непроницаемый паробарьер (к примеру, внешнее утепление стен под штукатурку), либо используется газопроницаемая мембрана, утепление минеральной ватой дает возможность сохранить газообмен через конструкции, что обеспечивает благоприятный микроклимат в помещении.
Использование пароизоляции для защиты от влаги
Паропроницаемость
Паропроницаемость подразумевает способность материала пропускать через себя водяной пар находящийся в воздухе. Стекловата имеет показатель 0,4-0,7 мг/(), а ее конкурент способен пропускать влагу со скоростью 0,3 мг/(), что немного меньше.
Марки базальтовой минеральной ваты
Итак, неоспоримым лидером по эксплуатационным качествам все же является базальтовый утеплитель. Несмотря на повышенную стоимость, рачительные хозяева выбирают именно его. Однако, не следует забывать и еще про один критерий, на который нужно обратить внимание при выборе. Речь идет о плотности конкретного вида материала, так как от этого параметра будет зависеть область применения данного теплоизолятора.
| Марка утеплительной плиты | Плотность материала, кг/м³ | Область применения для утепления |
|---|---|---|
| Легкие плиты | 30÷40 | Внутренние поверхности стен, перегородки, потолки, скатные крыши, трубопроводы различной направленности (водопровод, канализация, газовая магистраль и др.) |
| Мягкие плиты — П75 | 75 | Чердачные перекрытия, мансардные помещения, межэтажные перекрытия, горизонтальные ненагруженные перекрытия поверхности |
| Полужесткие плиты — П125 | 125 | Горизонтальные ограждающие конструкции, полы, потолки. |
| Жесткие плиты — П175 | 175 | Горизонтальные и вертикальные ограждающие конструкции, кровли и фасады |
| Плиты повышенной жесткости — ППЖ200 | 200 | Кровли (под гидроизоляционный настил из рулонных и мастичных материалов), штукатурные и вентилируемые фасады. |
Собираясь приобретать тот или иной вид минеральной ваты, нужно внимательно изучить упаковку и проверить, указаны ли ГОСТы, которые должны быть соблюдены в процессе производства:
Минеральная вата в плитах
- Плиты минеральной ваты – ГОСТ 9573–96.
Прошивной мат с фольгированием
- Маты прошивные из минеральной ваты – ГОСТ 21880–94.
Минераловатные плиты повышенной жесткости — ППЖ
- Плиты повышенной жесткости (ППЖ) – ГОСТ 22950–95.
Зная всю информацию о разновидностях минеральной ваты, вполне можно будет определиться, подходят ли они для утепления дома или его какого-либо участка. В любом случае, если даже решено приобрести другой теплоизоляционный материал, то стоит также тщательно изучить его технические характеристики.
Альтернатива минеральной вате – экструзионный пенополистирол
В некоторых случаях использование минеральной ваты нецелесообразно или даже невозможно. На помощь приходят синтетические утеплители, среди которых наиболее применяемым является пенополистирол. О физических и эксплуатационных свойствах «пеноплэкса», одной из самых популярных разновидностей экструзионного пенополистирола – в специальной публикации нашего портала.
Виды минеральной ваты
Как было сказано выше, производителей минваты много. Однако не зависимо от производителя, минеральная вата поставляется в трёх видах:
Рулонами:
В просто рыхлом виде для сухой засыпки:
Минвата рулонная имеет меньшую плотность, предназначена для утепления горизонтальных поверхностей. Маты бывают разной плотности: с малой плотностью тоже больше подходят для горизонтальных конструкций, с большей плотностью – для вертикальных. Есть уникумы, умудряющиеся утеплить сыпучей массой стены, однако рассыпчатую массу лучше засыпать между балками перекрытий – там её усадка не приведёт к образованию мостиков холода.
