Экспертный анализ свойств базальтового утеплителя с подробными инструкциями выполнения работ этим материалом

Экспертный анализ свойств базальтового утеплителя с подробными инструкциями выполнения работ этим материалом.

Минеральная каменная или базальтовая вата – один из эффективных утеплителей, используемых для тепло- и шумоизоляции стен, полов, перегородок и кровель зданий, промышленного оборудования и инженерных сетей. В Сети имеется много информации об этом материале, однако здесь мы дадим наиболее полное описание происхождения, положительных и негативных свойств, технологии производства и применения базальтовой ваты на основании действующих ГОСТов, СНиПов и других нормативных документов, включая мнение экспертов портала Glaver.ru.

Что такое минеральная каменная вата.

Сначала установим, что общий термин «утеплитель минеральная вата», согласно техническому документу ГОСТ 52953-2008 «Материалы и изделия теплоизоляционные. Термины и определения», относится к трем видам материалов, используемых как утеплители – каменной вате, шлаковате и стекловате:

3.17 минеральная вата: Теплоизоляционный материал, имеющий структуру ваты и изготовленный из расплава горной породы, шлака или стекла.

3.17.1 стеклянная вата: Минеральная вата, изготовленная из расплава стекла (glass wool).

3.17.2 каменная вата: Минеральная вата, изготовленная преимущественно из расплава изверженных горных пород (rock wool).

3.17.3 шлаковая вата: Минеральная вата, изготовленная из расплава доменного шлака (slag wool)».

Поэтому, когда перед заказчиком возникает вопрос: базальтовый утеплитель или минвата – что лучше, требуется уточнение. Употребляя термины «минвата», а также «минвата для утепления стен» мы будем говорить преимущественно о каменной вате.

Для сравнения приводим технические характеристики трех видов минеральной ваты:

Можно увидеть, что практически по всем параметрам каменная вата имеет лучшие показатели.

Происхождение каменной ваты.

Идея производства теплоизоляционных материалов из расплавленных горных пород возникла еще в XIX веке после наблюдения за процессами, происходящими при извержении вулканов, когда из брызг раскаленной магмы под воздействием ветра образовывались тонкие нити. Такой утеплитель как каменная вата в качестве строительного материала был впервые получен из продуктов отхода металлургии – доменного шлака – на рубеже XIX и XX веков сначала в США, а затем в Великобритании и Германии. Однако широкого распространения в промышленных масштабах эти первые опыты не получили вследствие несовершенства технологий.

Добиться наибольшего успеха в разработке способов производства и высокого качества материалов удалось в 30-х годах XX века специалистам датской компании, которая впервые выпустила минераловатные плиты для утепления строительных конструкций и стала называться по основному виду производимого продукта Rockwool (буквально «каменная вата»). С тех пор компания Rockwool производит базальтовые плиты для утепления различного вида, постоянно расширяет ассортимент выпускаемых материалов и на сегодняшний день стала одним из лидеров среди лучших мировых производителей теплоизоляции на основе базальтовой ваты.

В России очень популярна продукция компании ТехноНИКОЛЬ, общепризнанным отечественным производителем различных стройматериалов, выпускающей плиты теплоизоляционные из минеральной ваты, ничем не уступающие по качеству и ассортименту материалам Rockwool, поэтому здесь мы подробно рассмотрим технологию производства, разновидности, свойства и область применения каменной ваты производства ТехноНИКОЛЬ.

Технология производства каменной ваты ТехноНИКОЛЬ.

Исходное сырье, из которого изготавливается минераловатный утеплитель, включает основную массу неорганических составляющих – габбро-базальтовые каменные породы с добавкой доломита, а также органические элементы – фенолформальдегидную смолу, гидрофобизатор и обеспыливатель.

Линия производства каменной ваты.

Вначале неорганические компоненты перемешиваются в узле подготовки сырья, взвешиваются и в точно определенном количестве подаются в вертикальную коксовую печь-вагранку, где смесь расплавляется при температуре 1600 °C. Расплавленная масса поступает на центрифугу, состоящую из нескольких вращающихся валиков, где капли расплавленной каменной массы под влиянием центробежных сил разбиваются, вытягиваясь при этом в тонкие нити, затем под потоком воздуха попадают в отделение волокноосаждения, в котором обрабатываются воздушно-капельной смесью органических элементов – фенолформальдегидной смолы с гидрофобизатором и обеспыливателем. Состав смеси разработан в собственном научно-исследовательском центре, является ноу-хау компании и не подлежит разглашению. Главный эффект разработки состоит в том, что в одной смеси удалось совместить связующие, гидрофобизирующие и обеспыливающие качества.

Процесс формирования минплит.

Далее масса базальтовых волокон поступает на маятниковый раскладчик и гофрировщик-подпрессовщик, в которых формируется в полотно базальтовой минеральной ваты определенной толщины, плотности и структуры. В гофрировщике-подпрессовщике волокнам придается разное направление, что повышает упругость материала и прочность на разрыв.

Резка минплит по размеру.

На заключительном этапе формирования утеплителя полотно проходит через тепловую камеру, где при температуре, достигающей 250°C, происходит процесс твердения связующей смеси. После этого готовый материал нарезается на узле резки с помощью дисковых пил на маты, где задаются определенные размеры утеплителя. Затем готовые маты упаковываются партиями в термоусадочную пленку и поступают на реализацию.

Свойства каменной ваты – плюсы и минусы.

Базальтовая плита в качестве утеплителя, звукоизолятора и защиты от огня имеет множество положительных свойств:

низкую теплопроводность в диапазоне 0,035–0,042 Вт/(м·°C), примерно в таких же пределах, как у пенополистирола; почти нулевую гигроскопичность – не более 0,095 % за сутки, что не позволяет влаге проникнуть внутрь массы утеплителя, сохраняя его свойства в любых неблагоприятных условиях. Недоступность материала для проникновения влаги исключает возможность размножения микроорганизмов, неблагоприятных для здоровья, таких как плесень и грибок, в теле утеплителя; высокую паропроницаемость в отличие от пенистых материалов с закрытыми ячейками, подобных пенополистиролу либо пенополиуретану. Базальтовая теплоизоляция в составе ограждающих конструкций обеспечивает испарение любого количества влаги, образующегося на примыкающих поверхностях стен, перекрытий или крыши, исключая негативные последствия увлажнения. Это качество материала дает возможность использовать его для теплоизоляции сооружений с высоким уровнем влажности в помещениях, таких как сауны, постирочные или бани; высокую огнестойкость – это одно из уникальных свойств базальтовой ваты. Минеральная плита из каменной ваты, относящаяся к категории НГ, то есть несгораемых материалов, которые могут только плавиться при высокой температуре, используется не просто как негорючий утеплитель для стен и потолков, но и как огнезащитный материал, которым укрывают металлические и железобетонные конструкции в целях повышения противопожарной защиты; помимо теплоизоляции, утепление стен минватой значительно повышает их шумоизолирующие свойства благодаря структуре каменной ваты, большая часть объема которой наполнена воздухом между хаотично расположенными каменными волокнами, гасящими звуковые колебания; имеет высокую устойчивость к воздействию агрессивных веществ – масел, щелочей и кислот, продуктов бытовой химии, а также высокую биологическую стойкость к влиянию микроорганизмов – грибка и плесени, что позволяет говорить о высокой долговечности материала. Из опыта использования каменной ваты при строительстве установлено, что долговечность этого утеплителя гарантированно достигает 50 лет и более; минплита из каменной ваты – экологически чистый материал, так как основу его составляет расплавленное базальтовое волокно, не выделяющее никаких вредных для человека веществ. Однако здесь следует сделать оговорку – в качестве связующего для каменной ваты применяются полимерные смолы, составляющие не более 5 % от общего объема и способные выделять вредные вещества при действии огня – это происходит только во время пожара; изделия из каменной ваты легко обрабатываются, плиты и маты режутся обычной ножовкой по нужному размеру.

Каменная вата имеет несколько недостатков, которые легко устраняются при соблюдении определенных методов работы с материалом и условий его эксплуатации:

бытует представление, что каменная вата вредна для здоровья. Действительно, во время устройства утепления конструкций, резки и другой обработки матов и плит каменной ваты в воздух поступают мельчайшие частички базальтового волокна, которые могут нанести вред здоровью, если попадут на кожу, в глаза и дыхательные пути. В связи с этим теплоизоляционные работы нужно производить с обязательным использованием защитных комбинезонов, перчаток, очков, масок и респираторов. После утепления посредством каменной ваты конструкции всегда закрываются с помощью облицовки или оштукатуривания, что лучше для эксплуатации, когда попадание частичек волокон в воздух исключено и затруднен доступ в помещения вредных фенолов из связующего вещества; склонность к слеживанию материала со временем под воздействием собственного веса, особенно в вертикальных конструкциях – в многослойных стенах или вентилируемых фасадах. Этот недостаток легко преодолевается за счет креплений, равномерно распределенных по всей площади конструкции; обязательное использование пароизоляции со стороны помещений. С внешней стороны при этом должен использоваться материал, не препятствующий свободному выходу водяных паров сквозь материал, что применяется практически во всех ограждающих конструкциях, кроме утепления с помощью пенополиуретана.

Разновидности каменной ваты и области ее применения.

Изделия из каменной ваты, согласно требованиям двух нормативных документов: ГОСТ 21880-2011 «Маты из минеральной ваты прошивные теплоизоляционные» и ГОСТ 9573-2012 «Плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем теплоизоляционные», подразделяются на маты и плиты различной жесткости, имеющие свои обозначения и определенные области применения, которые можно увидеть в следующей таблице.

Маркировка минераловатных матов и плит и области их применения.

Плотность минваты для утепления – это основной показатель, по которому определяется область применения.

Базальтовая вата от ведущих производителей и ее характеристики.

Каменная вата Rockwool.

Здесь рассмотрим базальтовый утеплитель, характеристики которого дают полное представление о свойствах различных разновидностей этого материала и сферах применения, – утеплитель компании Rockwool.

Группа горючести – НГ.

Теплопроводность 0,036-0,041. Водопоглощение по объему составляет.

Паропроницаемость μ = 0,3 мг/м•ч•Па.

Механические свойства — сжимаемость, не более 30%.

Группа горючести – НГ.

Теплопроводность 0,036-0,041 Водопоглощение по объему составляет.

Паропроницаемость — μ = 0,3 мг/м•ч•Па.

Механические свойства – сжимаемость, не более 30%.

Группа горючести – НГ.

Водопоглощение по объему составляет.

Паропроницаемость – μ = 0,3 мг/м•ч•Па.

Группа горючести – НГ.

Водопоглощение по объему составляет.

Механические свойства — сжимаемость, не более 15 %.

Группа горючести – НГ.

Водопоглощение по объему составляет.

Механические свойства — предел прочности на сжатие, кПа, не менее 20.

Группа горючести – НГ.

Водопоглощение по объему составляет.

Паропроницаемость — μ = 0,3 мг/м•ч•Па.

Механические свойства — прочность на сжатие 35-50 кПа.

Группа горючести – НГ.

Водопоглощение по объему составляет.

Паропроницаемость — μ = 0,3 мг/м•ч•Па.

Механические свойства — предел прочности при сжатии, кПа, не менее 60.

Группа горючести – НГ.

Водопоглощение по объему составляет.

Паропроницаемость — μ = 0,3 мг/м•ч•Па.

Механические свойства — предел прочности при сжатии, кПа, не менее 45.

Группа горючести – НГ.

Водопоглощение по объему составляет.

Паропроницаемость — μ = 0,3 мг/м•ч•Па.

Механические свойства — предел прочности при сжатии, кПа, не менее 40.

Группа горючести – НГ.

Водопоглощение по объему составляет.

Паропроницаемость — μ = 0,3 мг/м•ч•Па.

Механические свойства — предел прочности при сжатии, кПа, не менее 40.

Группа горючести – НГ.

Водопоглощение по объему составляет.

Паропроницаемость — μ = 0,3 мг/м•ч•Па.

Механические свойства — предел прочности при сжатии, кПа, не менее 15.

Группа горючести — НГ.

Водопоглощение по объему составляет.

Паропроницаемость — μ = 0,3 мг/м•ч•Па.

Механические свойства — предел прочности при сжатии, кПа, не менее 15.

Группа горючести — НГ.

Водопоглощение по объему составляет.

Паропроницаемость — μ = 0,3 мг/м•ч•Па.

Механические свойства — предел прочности при сжатии, кПа, не менее 20.

Группа горючести — НГ.

Водопоглощение по объему составляет.

Паропроницаемость — μ = 0,3 мг/м•ч•Па.

Механические свойства — сжимаемость не более 20%.

Группа горючести — НГ.

Водопоглощение по объему составляет.

Паропроницаемость — μ = 0,3 мг/м•ч•Па.

Механические свойства — прочность на сжатие не менее 60 кПа.

Группа горючести — НГ.

Водопоглощение по объему составляет.

Паропроницаемость — μ = 0,3 мг/м•ч•Па.

Механические свойства — прочность на сжатие не менее 35 кПа.

Группа горючести — НГ.

Водопоглощение по объему составляет.

Паропроницаемость — μ = 0,3 мг/м•ч•Па.

Механические свойства — прочность на сжатие не менее 70 кПа.

на синтетическом связующем, изготовленные из каменной­ ваты­ на основе горных пород базальтовой группы.

Группа горючести — НГ.

Водопоглощение по объему составляет.

Паропроницаемость — μ = 0,3 мг/м•ч•Па.

Механические свойства — прочность на сжатие не менее 40 кПа.

на синтетическом связующем, изготовленные из каменной ваты на основе горных пород базальтовой группы. Плиты имеют комбинированную структуру и состоят из жесткого верхнего (наружного) и более легкого нижнего (внутреннего) слоев. Благодаря этому плиты обладают уменьшенным весом, удобны при монтаже. Верхний (жесткий) слой маркируется.

Группа горючести — НГ.

Водопоглощение по объему составляет.

Паропроницаемость — μ = 0,3 мг/м•ч•Па.

Механические свойства — прочность на сжатие не менее 40 кПа.

базальтовой группы­. Сконструированы в соответствии с принципом двойной плотности. Благодаря этому плиты обладают уменьшенным весом, удобны при монтаже. Верхний (жесткий) слой маркируется.

Группа горючести — НГ.

Водопоглощение по объему составляет.

Паропроницаемость — μ = 0,3 мг/м•ч•Па.

Механические свойства — прочность на сжатие не менее 45 кПа.

Базальтовая вата, технические характеристики которой приведены в таблице, имеет признанно лучшие свойства, если сравнивать ее с другими известными производителями, которые стали применяться в сфере строительства гораздо позже, такими как Nobasil, Turkart, PAROC, «Кнауф», Isoroc и т. д.

Минеральная вата ТехноНИКОЛЬ.

Каменная вата техноНИКОЛЬ, технические характеристики которой приводим в таблице ниже, ни в чем не уступает как по свойствам, так и по разнообразию продукции компании Rockwool.

ТУ 5762 -010-74182181-2012.

Степень горючести — НГ.

Паропроницаемость не менее 0,3 мг/(м*ч*Па).

Водопоглощение по объему не более 1,5%.

Сжимаемость не более 20%.

Степень горючести — НГ.

Паропроницаемость не менее 0,3 мг/(м*ч*Па).

Водопоглощение по объему не более 1,5%.

Сжимаемость не более 8%.

Степень горючести — НГ.

Паропроницаемость не менее 0,3 мг/(м*ч*Па).

Водопоглощение по объему не более 1,5%.

Сжимаемость не более 2%.

Прочность на сжатие не менее 12 кПа.

Степень горючести — НГ.

Паропроницаемость не менее 0,3 мг/(м*ч*Па).

Водопоглощение по объему не более 1%.

Прочность на сжатие не менее 45 кПа.

Степень горючести — НГ.

Паропроницаемость не менее 0,3 мг/(м*ч*Па).

Водопоглощение по объему не более 1%.

Прочность на сжатие не менее 15 кПа.

Степень горючести — НГ.

Паропроницаемость не менее 0,3 мг/(м*ч*Па)

Водопоглощение по объему не более 1%.

Прочность на сжатие не менее 50 кПа.

Степень горючести — НГ.

Паропроницаемость не менее 0,3 мг/(м*ч*Па)

Водопоглощение по объему не более 1,5 %

Прочность на сжатие 12-50 кПа.

Степень горючести — НГ.

Паропроницаемость не менее 0,3 мг/(м*ч*Па).

Водопоглощение по объему не более 1,5%.

Прочность на сжатие не менее 20 кПа.

Степень горючести — НГ.

Паропроницаемость не менее 0,3 мг/(м*ч*Па).

Водопоглощение по объему не более 1,5%.

Прочность на сжатие не менее 35 кПа.

Степень горючести — НГ.

Паропроницаемость не менее 0,3 мг/(м*ч*Па).

Водопоглощение по объему не более 1,5%

Прочность на сжатие не менее 45 кПа.

Степень горючести — НГ.

Паропроницаемость не менее 0,3 мг/(м*ч*Па).

Водопоглощение по объему не более 1,5 %.

Прочность на сжатие 60-70 кПа.

Степень горючести — НГ.

Паропроницаемость не менее 0,3 мг/(м*ч*Па).

Водопоглощение по объему не более 1,5%.

Прочность на сжатие 30-35 кПа.

Степень горючести — НГ.

Паропроницаемость не менее 0,3 мг/(м*ч*Па)

Водопоглощение по объему не более 1,5%

Прочность на сжатие не менее 80 кПа.

Степень горючести — НГ.

Паропроницаемость не менее 0,3 мг/(м*ч*Па).

Водопоглощение по объему не более 1,5%

Прочность на сжатие 60-100 кПа.

Степень горючести — НГ.

Паропроницаемость не менее 0,3 мг/(м*ч*Па).

Водопоглощение по объему не более 1,5%.

Прочность на сжатие не менее 60 кПа.

Степень горючести — НГ.

Паропроницаемость не менее 0,3 мг/(м*ч*Па).

Водопоглощение по объему не более 1,5%.

Прочность на сжатие не менее 30 кПа.

Степень горючести — НГ.

Паропроницаемость не менее 0,3 мг/(м*ч*Па).

Водопоглощение по объему не более 1,5%.

Прочность на сжатие не менее 60 кПа.

Технология утепления стен минеральной ватой.

Утеплитель минвата применяется в целях звуко- и теплоизоляции следующих ограждающих конструкций:

наружных стен зданий под последующую штукатурку; многослойных стен с утеплением внутри кладки; вентилируемых фасадов; каркасных перегородок;

Утепление стен под штукатурку.

Утепление стен под штукатурку.

Технология утепления стен минеральными плитами под штукатурку заключается в последовательном выполнении следующих операций:

подготовительных работ – выравнивания при наличии значительных неровностей, срезки выступающих металлических элементов, очистки и обеспыливания; крепления плит марки не менее П-160 по плотности с помощью полимерминерального клеящего состава и дополнительным креплением дюбелями с оцинкованным металлическим сердечником – не менее 8 шт/1 м². Нижний ряд плит устанавливается на предварительно закрепленный на стене перфорированный металлический уголок сечением 25х25х0,5; покрытия теплоизоляционного слоя защитным клеевым составом толщиной до 8 мм с армированием штукатурной полимерной сеткой; нанесения штукатурного состава белого цвета толщиной до 4 мм; окраски фасадными красками на основании архитектурной разработки по оформлению фасадов.

Теплоизоляционная толщина утеплителя подбирается на основании расчетов при учете условий климатического района, в котором производится строительство объекта.

Порядок выполнения работ утепления стен под штукатурку подробно разработан в пособии П 1-99 к СНиП 3.03.01-87 «Проектирование и устройство тепловой изоляции наружных стен зданий под штукатурку» , изданном в Белоруссии и РФ.

Стены можно утеплять преимущественно снаружи. Вариант – утепление стен изнутри минватой плюс гипсокартон – следует применять только в том варианте, когда наружное утепление невозможно по каким либо причинам. В этом случае утепление стен изнутри минватой производится с непременным устройством вентиляционного зазора между утеплителем и обшивкой для предотвращения осаждения конденсатной влаги внутри конструкции.

Утепление многослойных стен.

Утепление многослойной кладки.

Утепление многослойных стен производится в процессе кирпичной кладки или сооружения стен из мелкоштучных или крупноразмерных блоков. Утеплитель в виде матов или плит марок П-40 или П-50 по жесткости укладывается в воздушный зазор между внутренней стеной и облицовочным слоем.

Внутренняя кладка и облицовочный слой соединяются металлическими или полимерными анкерными стержнями, которые устанавливаются в шахматном порядке с шагом 600х600 мм. При установке анкеров их следует размещать по возможности на стыках между плитами, в другом случае – пропускать анкера сквозь плиты.

При кладке облицовочного слоя должны быть предусмотрены вентиляционные отверстия – входные в нижней части стены, вытяжные в верхней части, которыми служат незаполненные раствором вертикальные швы в количестве не менее 150 см² на 20 м² площади стены.

Устройство вентилируемых фасадов/h3>

Для устройства утепления с помощью системы вентилируемых фасадов на наружные стены из бетона, железобетона или кирпича предварительно монтируется каркас из металлических тонкостенных профилей. Профили устанавливаются в горизонтальном и вертикальном направлениях с расчетом, чтобы между ними поместились плиты утеплителя.

Плиты утеплителя, марка которых должна составлять не менее П-75 по плотности для зданий высотой до 12 м (1-4 этажа), и не меньше П-120 для сооружений высотой более 12 м (5 и более этажей) устанавливаются между элементами каркаса и крепятся дюбелями с широкими пластиковыми шляпками. Для зданий до 12 м высотой каждая плита утеплителя крепится двумя дюбелями, для зданий выше 12 м плита утеплителя крепится четырьмя дюбелями.

Слой утеплителя покрывается ветроизоляционной мембраной из специальной пленки, затем каркас с утеплителем облицовывается различными фасадными материалами – сайдингом, керамогранитной плиткой, композитными панелями и т. п. Между поверхностью утеплителя и облицовочными материалами должен быть оставлен воздушный зазор для вентиляции. Для зданий высотой до 12 м величина воздушного зазора должна составлять не менее 15 мм, для зданий свыше 12 м – величина зазора должна быть не менее 40 мм.

Толщина утеплителя принимается по расчету. Во многих случаях достаточно небольшой толщины, для чего может быть использована, к примеру, вата каменная Роклайт 50 мм толщиной.

Устройство каркасных перегородок.

Заполнение каркасных перегородок.

При устройстве заполнения каркасных перегородок вначале устанавливается каркас из стальных тонкостенных профилей или деревянного бруса, состоящий из стоек, устанавливаемых на звукоизолирующие прокладки, и горизонтальных ригелей. Шаг стоек и расстояние между ригелями подбирается в соответствии с размерами применяемых минераловатных плит с расчетом, чтобы плиты плотно помещались в заполняемом пространстве. Для заполнения каркасных перегородок используется минплита с маркой П-50 или П-75 по плотности.

После заполнения каркасов перегородок минераловатными плитами они обшиваются с обеих сторон гипсокартонными листами или другими обшивочными материалами с последующей отделкой.

Мнение экспертов Glaver.ru.

По мнению экспертов портала, каменная вата является одним из лучших утеплителей по многим причинам. Когда заказчик при выборе утеплителя для собственного дома задает себе вопрос: какой утеплитель лучше – пенопласт или минеральная вата, следует выбрать именно каменную вату, так как, несмотря на примерно равные показатели по теплопроводности, минеральные маты и плиты из базальтовой ваты выигрывают перед пенопластом и другими материалами по другим качествам – огнестойкости, экологичности, паропроницаемости и долговечности.

ГОСТ 4640-2011 «Вата минеральная. Технические условия»;

ГОСТ 21880-2011 «Маты из минеральной ваты прошивные теплоизоляционные»;

ГОСТ 9573-2012 «Плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем теплоизоляционные»;

ГОСТ 52953-2008 «Материалы и изделия теплоизоляционные. Термины и определения»;

СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»;

СП 23-101-2004 «Система нормативных документов в строительстве. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий».