Технологии и системы теплоизоляции под микроскопом

Технологии и системы теплоизоляции под микроскопом.

На основании чего какой-либо материал можно назвать теплоизоляционным? Согласно СНИП, теплоизоляция – это тот материал, который обладает коэффициентом теплопроводности, не превышающим 0,18 ВТ/м•С. Как правило, практически все твердые вещества имеют более высокие показатели теплопроводности, но если вещество в своей структуре будет иметь большое количество микросфер, наполненных воздухом, то ситуация кардинально меняется.

Именно наличие этого свойства объединяет практически все системы теплоизоляции: на основе минеральных ват, пенопластов, вспененных бетонов и т.д. При этом действует одна закономерность – более легкие материалы лучше сохраняют тепло.

Пенопласты под микроскопом.

При большом увеличении структуры пенопласта видно, что сферы, наполненные газовой средой, разделяются перегородками из полимера. Так как толщина этих перегородок очень невелика, закономерно то, что каким бы не был состав этой газовой среды, с течением времени ее неизбежно заменит воздух.

В ходе эксперимента можно ускорить процесс старения эксплуатируемого материала во много раз, подвергнув его нагреванию в термостате до шестидесяти градусов в течение десяти часов. При этом перегородки подвергаются истончению, становясь похожими на легкую воздушную ткань. Будучи однажды запущенным, этот процесс необратим, в дальнейшем материал будет продолжать разрушаться, разумеется, теряя при этом свои теплоизоляционные свойства.

Почему пенопласты недолговечны?

Так же нам известно, что в любом органическом материале, который соприкасается с воздушной средой, будут проходить процессы окисления. Пенопласты, помимо того, что они принадлежат к органическим соединениям, еще и активно «дышат», то есть они обладают большой площадью соприкосновения поверхности с кислородом. Контакт с кислородом обозначает окисление, то есть разрушение материала. Распространена ситуация, в которой пенопласт сохраняет свои эксплуатационные свойства, а при этом его теплоизоляционные свойства уже могут быть утеряны. Именно по этой причине срок эксплуатации пенопластов, таких, например, как пенополистерол, теплоизоляция из которого активно применяется в индивидуальном строительстве, невелик, и колеблется от 12 до 42 лет. Это не может не влиять на стоимость теплоизоляции из этого материала. Однако его недолговечность в какой-то степени уравновешивается удобством и простотой монтажа, что тоже, в свою очередь, влияет на стоимость работ по теплоизоляции.

Читайте также:  Теплоизоляция труб всех видов: канализационных, печных, дымовых

Минеральная вата под микроскопом.

Главные сложности с эксплуатацией минеральной ваты проистекают не из ее химических составляющих, а связаны с ее структурой.

При рассмотрении под микроскопом минеральная вата выглядит, как сплетения большого количества гладких волокон. Эта гладкость вполне объяснима, волокна были оплавлены при формировании, которого требует производственная технология теплоизоляции. С одной стороны это плюс, так как у материалов, подвергшихся оплавлению, нет микроскопических пор, а значит, они не подвержены капиллярной конденсации, вследствие чего обладают высокой морозостойкостью. Но то, что является преимуществом, одновременно является и недостатком. Гладкость волокон означает минимальное трение между ними, а значит, такой материал легко «садится», теряет свою форму, тем более, что между волокнами находится большой объем воздуха.

Минеральную вату важно предельно надежно зафиксировать на утепляемом объекте, но при этом невозможно избежать воздействий, которые будут влиять на смещение волокон по отношению друг к другу. Это вибрация от колебаний почвы, сжатие и расширение от температурного воздействия, потоки воздуха – все эти факторы ведут к постепенному оседанию утеплителя и появлению зон, пропускающих тепло. По этой причине большая часть теплоизоляции на основе минеральных ват недолговечна. Чтобы не говорила реклама, средний срок эксплуатации для этого материала, согласно данным из технических справочников, не превышает тридцати лет.

Как минеральную вату сделали долговечнее?

При рассмотрении волокон минеральной ваты вполне логично предположить, что ей не хватает закрепления, связки волокон там, где они соприкасаются друг с другом, для придания утеплителю жесткости, препятствующей быстрой усадке. Техническое решение этой проблемы найдено и представляет собой использование полимеров для закрепления волокон материала.

При большом увеличении полимерная составляющая похожа на не имеющие четкой формы комочки, скрепляющие игольчатые волокна. Таким образом, использование в производстве полимеров решило проблему жесткости, а, следовательно, и недолговечности структуры минеральной ваты.

Рубрика: Теплоизоляция