Призначення та класифікація теплоізоляційних матеріалів.

У сучасному світі людство витрачає на обігрів та охолодження понад 40% енергоресурсів. Даний факт доводить, що сьогодні ринок теплоізоляційних матеріалів користується високим попитом.

Ефективне використання теплоізоляційних матеріалів у будівництві – один з найважливіших напрямів технічного прогресу. Для виготовлення теплоізоляційних матеріалів витрата палива в 10 – 11 , а трудомісткість у 20 – 25 разів нижчі порівняно із взаємозамінюваною за тепловим опором кількістю глиняної цегли, а маса готової продукції майже в 20 разів менша. У той же час за тепловим опором, напрклад, мінераловатний утеплювач завдовжки 1 см замінює цегляну кладку завтовшки 10…12см, а керамзитобетон – завтовшки 5…7см. Використання теплоізоляційних матеріалів дає змогу виготовляти стінові панелі та конструкції покриттів, що знижує матеріаломісткість та масу будівель. Ідея вибору необхідного матеріалу така: краще спочатку витратитися на зведення стіни та покрівлі з підвищеним тепловим комфортом, а в холодні місяці опалювального сезону витрачати менше теплової енергії на підтримку тепла усередині приміщень, а значить і грошей, ніж побудувати стіни з низьким термічним опором і потім десятиріччями опалювати вулицю. Аналіз досвіду різних країн у вирішенні проблеми енергопостачання свідчить, що одним з найефективніших шляхів її розв’язання є скорочення втрат тепла шляхом встановлення захисних конструкцій будівель, споруд, промислового устаткування, теплових мереж.

Переважна більшість будівельних матеріалів містить найдрібніші пори, які в сухому стані заповнені повітрям. При підвищенні вологості пори заповнюються вологою, коефіцієнт теплопровідності якої в 20 разів вищий, ніж у повітря, що призводить до різкого зниження теплоізоляційних характеристик матеріалів та конструкцій. Тому в процесі проектування і будівництва необхідно передбачити заходи, що перешкоджатимуть зволоженню конструкцій атмосферними опадами, грунтовими водами і вологою, що утворюється в результаті конденсації водяної пари.

Високими теплоізоляційними характеристиками, що відповідають сучасним вимогам, володіють тришарові захисні конструкції, котрі складаються із внутрішньої та зовнішньої стінок, виготовлених із цегли або блоків, між якими розміщений шар теплоізоляційного матеріалу.

Вживання теплоізоляційних матеріалів призводить до економії основних будівельних матеріалів (цементу, металу, деревини, кераміки), до зменшення товщини і маси стін і інших захисних конструкцій, скорочення витрат праці, транспортних витрат і, врешті, до зниження вартості будівництва. Крім того, використання їх скорочує втрати тепла і витрати палива на опалювання будівель і технологічні процеси.

Найважливішою метою теплоізоляціїбудівельних конструкцій є скорочення витрати енергії на опалювання будівлі.

Теплоізоляційні матеріали класифікують:

• за об'ємною масою в сухому стані (у кг/м³) — на марки 15, 23, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600 і 700;
• на вигляд за формою — на формовані (листи, плити, мати, рулони, шкаралупи, сегменти, цегла, блоки) і безформних (засипки, набивання, штукатурки і т. д.);
• за характером будови — на жорсткі (плити, камені, цегла, шкаралупи, сегменти), гнучкі (мати, напівжорсткі плити, шнури, джгути, листи, рулони) і рихлі (волокнисті, зернисті, порошкоподібні);

за галуззю застосування — на ізоляційно-будівельні, що використовуються для утеплення конструкцій будівель та інших захисних споруд, ізоляційно-монтажні — для теплової ізоляції промислового устаткування і трубопроводів.

Розрізняють також теплоізоляційні

• неспалимі матеріали, що під впливом вогню або високої температури не горять, не тліють і не обвуглюються;
• важкозаймисті, які під впливом вогню та високої температури важко займаються, тліють або обвуглюються і продовжують горіти чи тліти лише за наявності теплового джерела (після його видалення горіння або тління припиняється);
• спалимі і такі, що продовжують горіти і після видалення теплового джерела під впливом вогню або високої температури займання.

Густина теплоізоляційних матеріалів в сухому стані але більше 700 кг/м³, а таких, що застосовуються для ізоляційно-монтажних цілей — не більше 400 кг/м³. Теплоізоляційні матеріали не повинні змінювати властивостей і виділяти речовин, що знижують міцність дотичних елементів конструкцій, викликати корозію металевих поверхонь чи погіршувати якість обробки приміщень, а також виділяти речовини, шкідливі для здоров'я людей чи призводити до псування харчових або інших продуктів.

Виготовляють теплоізоляційні матеріали з матеріалів переважно мінерального походження: азбесту, гіпсу, цементу, вапна, пемзи, гірських порід тощо.

Основні особливості теплоізоляційних матеріалів — невелика об'ємна маса, теплопровідність і значне водопоглинання — обумовлюються їх великою пористістю. Способи утворення пор: вільна засипка пилоподібних, зернистих або волокнистих часток (наприклад, діатоміту, шлаку, скляного або мінерального волокна, спученого перліту або вермикуліту); випар природної або доданої води (гіпс з надлишковим вмістом вологи — мікропорит тощо); випалювання органічних добавок з неорганічних формованих виробів; утворення бульбашок повітря або газу в твердному цементі або гіпсі механічним способом — введенням повітря при перемішуванні з появою піни (пінобетон) або хімічним способом — додаванням алюмінієвого порошку або перекису водню (газобетон); теплова обробка при підвищених температурах з доведенням до піропластичного стану деяких природних порід або штучних мінеральних сумішей, наприклад, виробництво керамзиту, спученого перліту, вермикуліту, аглопориту тощо.