сравнительные характеристики теплоизоляционных материалов наиболее часто применяемых в строительстве


 

 

 

Показатели

Блоки и плиты

из пеностекла

FOAMGLAS®

Пенополиуретан

Экструдированный пенополистирол

Пенополистирол

«ПСБ-С»

Плиты из минеральной (базальтовой) ваты

Маты и плиты из стеклянного штапельного волокна

Размеры:    длина

(мм)     ширина

Толщина

 

 

 

600, 1200(±2)

450, 600(±2)

От 40 до 180 (±2) (через 10)

 

 

1200(±5)

600(±5)

40, 50 (±5)

Напыление из 1 т сырья – 25 м3 плотностью 40 кг/м3

От 1200 до 4500(±5)

600(±5)

От 40 до 100

 (через 10) ±2

 

 

От 1000 до 2000(±10)

1000(±10)

От 20 до 500

(через 10)

 

 

От 1000 до 1200

От 200 до 600

От 30 до 170

(через 10)

 

 

1250-18000(±50)

600-1200(±5)

50, 100(±5)

 

 

 

Типовые размеры изделий приблизительно одинаковы (600х1200). Размеры представленных материалов обусловлены удобством монтажа, размерами или шагом крепежных элементов. Для пеностекла размер  блока или плиты подобран под стандартный шаг полок профилированного листа.

Плотность кг/м3

100-160 (± 10 %)

Стены 40-60;

Кровли 60-80, 120-200

35, 45 (± 10 %)

12 – 50 (± 10 %)

37-190 (± 10 %)

11-30 (± 20%)

Характеризует вес и объем материала, влияет на выбор конструкции и применение крепежа.

Вид сырья

Не органическое:

Алюмосиликатное стекло

Органическое:

Реакция поликонденсации полиизоцинатов с полиолами

Органическое:

Гранулы полистирола, вспенивающие добавки

Органическое:

суспензионный полистирол

Неорганическое с органич. добавками:

горные породы, вулканические шлаки, щебень, связующее.

Неорганическое с органическими добавками: Кварцевый песок, доломит, глинозем, связующее

Наличие органических веществ у материалов способствует процессам гниения, появлению плесени или грибка, возможного возгорания.

Структура

материала

Структура пены: множество газонаполненных пузырьков диаметром 0,1-1 мм

Газозаполненая пластмасса с глянцевой поверхностью. Полузакрытая ячейка, диаметром 0,5-1,5 мм

Закрытая ячейка, диаметром

 0,1-0,2 мм

Прессованные вспученные гранулы,

диаметр 2-5 мм

Волокнистый

Диаметры:

0,5-3 (супертонкое)

3-6 (тонкое)

Волокнистый, диаметр волокна

 4-5 мкм

Описывает внешний вид материалов и дает представление о его свойствах

Содержание органических веществ, % по массе

Нет

100

полиизоцинат

Полиол: триолы, гликоли, активаторы, простые и сложные эфиры

100

Полистирол, фреон

 

100

Мономер стирол,

Порообразователь –изопентан или пентан, пирен

От 2 до 4,5

Синтетическое связующее (Фенолформальдегидные смолы, фенол стирты), обеспыливающие и гидрофобизир. добавки (битумы, масла)

≤ 5

Синтетическое связующее, гидрофобизирующие добавки Фенолформальдегидные смолы ≤ 5%

Состав определяет возможности материалов в различных условиях, увеличение количества связующего у волокнистых материалов делает их горючими.

горючесть

НГ

Г3,В1

или

Г4

Г1,В2,Д3;РП1

или

Г4,В3,Д3

Г3,В2,Д3,Т2

НГ

Для марок плотностью до 30 - НГ

Для остальных:

 Г1, Г4

При пожаре горючие материалы способствуют распространению пламени и разрушении конструкции в целом. Продукты распада органических составляющих токсичны, могут нанести непоправимый вред здоровью человека, даже если люди не находится в непосредственной близости от возгорания. Волокнистые материалы пропускают дым, испаряется связующее вещество, без которого относительно быстро осыпаются.

Температура

применения,

 0С

-2600..+4300

Размягчение при 7300С

-1600…+1300

(-500…1000 – не изменяет свои свойства)

При t ≥ 1300 -разлагается с выделением токсичных веществ (цианиды)

-500…+750

При t ≥ 750 -разлагается с выделением токсичных веществ (мономер стирол)

-1800…+800

При t ≥ 800 -разлагается с выделением токсичных веществ (мономер стирол), при t ≥ 2200 плавится, возможно самовозгорание

-1800 до+6500

При t ≥ 2500 – испаряется связующее. Плавится при 10000С

-600 до+1000…+3200

При t ≥ 1800 – испаряется связующее вещество. Плавится при 5500С

Маленький диапазон рабочих температур ограничивает применение материалов вблизи отопительных приборов или на технологическом оборудовании, в кровлях и стенах необходим защитный слой от солнечного нагрева.

Сжимаемость, %

Не сжимаем

≤ 2

≤ 1,5

≤ 30

до 30

70-90

при нагрузке 2 кПа

Сжимаемость влияет на жесткость конструкций в целом, а также на изменение свойств материалов. При сжатии уменьшается толщина, увеличивается плотность и теплопроводность. При монтаже волокнистых материалов рекомендуется устанавливать их в каркасные конструкции с поджатием для предотвращения образования щелей между каркасом и утеплителем.

Усадка, %

См. прилож. № 1

≤ 0,1

 (под расчетной нагрузкой)

≤ 1

(под расчетной нагрузкой)

≤ 0,5

(под расчетной нагрузкой)

≤ 30

(под расчетной нагрузкой)

≤ 10

(без нагрузки)

≤ 10-50

(без нагрузки)

Особенно важно в эксплуатируемых и плоских кровлях или нагружаемых конструкциях, например нагрузки от автомобилей имеют переменный характер (кратковременные 28-68 т/м2, долговременные 35-85 т/м2), и усадка материала приведет к разрушению покрывного слоя (гидроизоляция, покрытие и т. д.). Также в стенах при усадке утеплителя образуется щель (разгерметизация контура), через которую тепло будет уходить наружу.

Коэффициент теплового линейного расширения,

(α), м/м0С

 

9 10-6

 

(L = 0,27 мм)

 

60-80 10-6

 

(L = 3,6-4,8 мм)

 

70 10-6

(L = 4,3 мм),

выгибается на высоту до 20 мм

80 10-6

(L = 4 мм)

До 1,5 %

 

0

 

(при увлажнении разбухает)

0

 

(при увлажнении разбухает)

Данная характеристика показывает поведение материалов при изменении температур. Тепловое сжатие может привести к образованию щелей в стыках плит или вспучивание при расширении может привести к разрушению конструкции. Это особенность материалов делает невозможным применение клеев. Пеностекло имеет коэффициент линейного термического расширения близкий по значению к бетону и стали, и позволяет склеивать данные материалы без риска возникновения термоусадочных напряжений. Если монтаж производится при +200C, то при увеличении температуры поверхности кровли на 500С можно определить изменение длины материала по формуле - αхLхt=L, где L –длина плиты, м. L –изменение длины ( значения в скобках)). См. приложение № 2

Прочность на сжатие, т/м2

35-160

Предел прочности

15-100

Предел прочности, при увлажнении на 2% прочность уменьшается на 20%

25-50

при 10% деформации

(при нагреве до 600С прочность уменьшается до 30%)

4-20

при 10% деформации

(при нагреве до 600С прочность уменьшается до 30%)

1,8-4,5

при 10% деформации

2

при 10% деформации

Прочность на изгиб, т/м2

40-60

35-190

Предел прочности

40-70

6-35

нет

нет

Свойство материалов выдерживать нагрузки не изменяя при этом своих свойств и размеров. Для деформирующихся материалов  необходимо применять дополнительные конструкции, защищающие их от этих деформаций, а значит ухудшение термического сопротивления конструкции. Например, для пеностекла при применении его на автостоянке для машин весом 90 тонн, покрывной слой состоит из армированной стеклосеткой гидроизоляции, армированного бетона толщиной 160 мм или асфальтобетона толщиной 220 мм. Дополнительных материалов не требуется

Предел прочности на отрыв , т/м2

20

≤ 8

≤ 8

≤ 8

≤ 1

≤ 0,6

Эти значения важны при воздействии ветровых нагрузок, как на стенах, так и на кровлях, а также способность волокнистых материалов не сползать с креплений под собственным весом. Для пеностекла и пенопластов материалов представлено значение прочности на отрыв гидроизоляционной мембраны от поверхности плит.

Химическая

стойкость

Стоек к любым агрессивным средам, за исключением плавиковой кислоты

Разрушается от солнечных лучей,

Водостойкость слабая, при насыщении водой разбухает до 2% по объему, при высыхании дает усадку до 1% по объему.

Стойки к бензинам слабым кислотам, маслам, спиртам

Стойкий к: кислотам, растворам солей, щелочам, спиртам, воде, аммиаку.

Разрушается от: ароматических углеводородов, формальдегида, ацетона, бензина, керосина, дизельного топлива, масляных красок, солнца и др.

Стойкий к: слабым кислотам, щелочам.

Водостойкость слабая (разбухает, крошится)

Разрушается от: ароматических углеводородов, формальдегида, бензина, керосина, дизельного топлива, масляных красок, растительного масла

Водостойкость – слабая (вымывается связующее, без которого материал дает усадку и разрушается),

Обладает фитильным эффектом

щелочестойкость

Водостойкость – слабая (вымывается связующее, без которого материал разрушается), Также разрушается связующее от кислот, органич жидкостей (спирты, растворители, масла.)

Обладает фитильным эффектом.

Воздействие на материалы различных агрессивных сред (включая воду), приводит к разрушению, как самого материала, так и всей конструкции.

Выделение

 вредных веществ, при насыщенности

 1 м23,   в мг/м3

Нет

(При механической обработке образуются опилки в виде песка)

диэтиламин-≤ 0,002

бензол-≤ 0,01

толуол-≤ 0,01

этилбензол-≤ 0,02

ксилол-≤ 0,001

хлороформ-≤ 0,001

цианистый водород-≤ 0,002

Стирол -≤ 0,002

бензол-≤ 0,1

толуол-≤ 0,6

этилбензол-≤ 0,02

ксилол-≤ 0,02

изопропилбензол-≤ 0,014; фреон-≤ 10

формальдегид ≤ 0,003

метилов. спирт-≤ 0,5

класс опасности 4

Стирол -≤ 0,002

бутилацетат-≤ 0,1

ацетон-≤ 0,35

формальдегид ≤ 0,01

бензол -≤ 0,1

толуол-≤ 0,6

ксилол-≤ 0,2

Пыль

минералволокна ≤ 2

фенол - ≤ 0,1

формальдегид≤0,05

бензол -≤ 0,1

толуол-≤ 0,6

диметилбензол -≤ 0,2

Пыль

стекловолокна ≤ 4; Аммиак- ≤ 0,04; формальдегид ≤ 0,003; фенол - ≤ 0,003;

толуол - ≤ 0,6;

м,п,о-ксилол - ≤ 0,3; углеводородов - ≤ 1

Органические вещества на протяжении всего времени выделяют токсичные вещества, концентрация которых в воздухе не превышает предельно-допустимые нормы, однако обладают накопительным свойством (эффект курильщика), что провоцирует у человека различные заболевания. Волокнистые материалы наряду с формальдегидом выделяют пыль волокна, которая в свою очередь тоже не приносит человеку здоровья.

Экология

Экологически чистый материал на всех этапах: производство, монтаж, эксплуатация, утилизация.

Сильно токсичен при вспенивании до высыхания.

Не поддается утилизации, невозможно переработать, ни уничтожить

Не поддается утилизации, невозможно переработать, ни уничтожить

Не поддается утилизации, невозможно переработать, ни уничтожить

Не подается утилизации, выделение большого количества пыли,

Изготовитель начал процесс вторичной переработки отходов

Не поддается утилизации, невозможно переработать, ни уничтожить

Теплопроводность,

 λ, Вт/мК,

при t=250С

0,040-0,052

0,024-0,035

0,028-0,030

0,037-0,042

0,036-0,038

0,037-0,044

Теплопроводность

Вт/мК, при t=75-800С

0,050-0,060

Нет данных

0,034 (средняя по испытаниям при t=750С)

0,2

0,052 (при t=1250С)

Нет данных

Теплопроводность

Вт/мК, при условиях эксплуатации «А»

0,040-0,052

0,028-0,038

0,029-0,031

0,041-0,042

0,042-0,045

0,042-0,048

Теплопроводность

Вт/мК, при условиях эксплуатации «Б»

0,040-0,052

0,04-0,05

0,030-0,032

0,043-0,050

0,045-0,048

0,046-0,055

Коэффициент теплоусвоения за 24 часа, Вт/(м2 0С)

0,55-0,71

Условия эксплуатац «А» - 0,4;

«Б» - 0,7

Условия эксплуатац «А» - 0,36…0,40;

«Б» - 0,37…0,42

Условия эксплуатац «А» - 0,41;

«Б» - 0,49

Условия эксплуатац «А» - 0,31…0,68;

«Б» - 0,35…0,75

Условия эксплуатац «А» - 0,19…0,32;

«Б» - 0,22…0,52

Теплоизоляция должна  сохранять свои изоляционные свойства при изменении условий эксплуатации (мороз, жара, сухо, влажно). Повышение влажности в материале может сделать его не изолятором, а проводником тепла. Теплопроводность воды 0,58 Вт/мК, льда 2,3 Вт/мК. Изменение температуры окружающей среды также изменяют свойства теплопроводности материалов. Например: пенополистирол при температуре +800С изменяет теплопроводность с 0,037 до 0,2 то есть в 5 раз! В пенопластах при замещении вспенивающего газа фреона на воздух теплопроводность увеличивается на 30%.

Удельная теплоемкость, кДж(кг0С)

0,84

1,47

1,53-1,65

1,34

0,84

0,84

Сорбционная влажность, %

0

Во объему до 15,4%

По весу до 1,15%

Условия эксплуатац «А» - 2;

«Б» - 3

2-12

Условия эксплуатац «А» - 2;

«Б» - 5

Условия эксплуатац «А» - 2;

«Б» - 5

(конденсация водяных паров до 3,7 кг/м2

Данное свойство материала показывает способность материала впитывать воду из воздуха и соответственно изменять свои изолирующие свойства. Это присуще материалам с открытой структурой и волокнистым.

Водопоглощение, % по объему

0

1-8 (за 24 часа)

0,1-0,2 (за 24 часа)

0,4 (30 суток)

2-4 (за 24 часа)

≤ 40

(для гидрофобизир.)

≤ 36

(для гидрофобизир.)

При воздействии дождя или при нарушении гидроизоляции происходит заполнение водой всего свободного объема теплоизоляции.  Например: плотность базальта 2300 кг/м3 , а плотность мин плиты для плоской кровли от 110 кг/м3 получаем 95 % объема теплоизоляции занимает воздух, который в свою очередь при повреждении гидроизоляции замещается водой. По данным Фраунгоферовского немецкого института строительной физики волокнистые материалы при увлажнении на 40 % имеют теплопроводность 0,18, а при таком значении теплопроводности по ГОСТ 16381-77 материал не является теплоизолирующим.

Паропроницаемость,

мг/мчПа

0

≤ 0,050

0,015-0,018

0,050

0,30-0,32

0,52-0,7

В холодное время при прохождении водяного пара через ограждающую конструкцию в точке росы происходит конденсация воды, что может привести к промоканию и промерзанию всего утеплителя.

Звукоизоляция,

шумопоглащение

В дБ, при толщине

 100 мм

Все марки

 На трубе 5-17 дБ

Стена из пеностекла

28

Нет данных

Марка 35

 

В перегородке

41- 46

Нет данных

Марка «акустик баттс»

14-22 дБ

В перегородке

49-51

Все марки

12-23 дБ

В перегородке

46-47

Защита от шума одна из основных задач любой строительной конструкции. Хорошим шумопоглощением (затуханием) обладают волокнистые материалы в перегородках (Перегородка из двух листов гипсокартона без заполнения дает звукоизоляцию в 35 дБ). Жесткие материалы обладают звукоизолирующими (отражающими) свойствами. То есть применяя, волокнистый материал в перегородке, получим комплексную защиту от шума (звукоизоляцию и шумоглушение одновременно). Пеностекло это только звукоизоляция, то общие значения по защите от шума ниже, чем у  конструкций с волокнистыми материалами.

Применение

 в конструкциях

Везде,

учитывая рабочий диапазон температур,

В системах: вентиляции, дымоудаления, водоснабжения (защита от коррозии и конденсата).

Стены подвалов (защита от грунтовых вод даже после усадки здания)

В любых кровлях, перекрытиях, полах (при повреждении гидроизоляции протечки не возникают)

В стенах (защита стены от промокания).

Стены, кровли

 

учитывая рабочий диапазон температур

пароизоляция обязательна,

оборудование вентилируемой воздушной прослойки

механический крепеж обязателен при применении плит.

В стенах

Конструкции должны учитывать термическое расширение.

Везде,

 

учитывая рабочий диапазон температур

Механическое крепление обязательно,

В стенах под штукатурку подготовка поверхности (снять поверхностную пленку).

На кровлях пригрузочный слой из гравия

Конструкции должны учитывать термическое расширение.

Не нагружаемые конструкции

 

учитывая рабочий диапазон температур

Механическое крепление обязательно, пароизоляция

В стенах.

Конструкции должны учитывать термическое расширение.

Не нагружаемые конструкции

 

Несущие каркасы, механическое крепление с антикоррозийным покрытием,

 Пароизоляция с двух сторон,

оборудование вентилируемой воздушной прослойки обязательно.

При внутреннем утеплении пароизоляция со стороны помещения, вент. Зазор обязательно.

Не нагружаемые конструкции

 

учитывая рабочий диапазон температур,

Механическое крепление везде.

 Для стен высотой до 8 м- 6…8 шт/м2; Выше -10-12 шт/м2 

Пароизоляция обязательно, вентилируемая воздушная прослойка обязательна. При внутреннем утеплении пароизоляция со стороны помещения, вент. зазор обязательно.

Цена за 1 м3, руб

(Декабрь 2007 г)

15755-22094

От 4300 до 18000

(1 т сырья – 90000)

5600-7000

От 920 до 3470 руб

2177-8750

960-6200

При сравнении цен утеплителей необходимо учитывать стоимость всей конструкции, так как данные материалы не являются самонесущими и требуют дополнительных устройств для крепления, вентиляции, защиты и т.д.

Например:

дополнительные расходы при монтаже плоских кровель, без учета стоимости основания и гидроизоляции

Пеностекло марки Т4

17023 р/м3

Битумный клей:

 РС-56 -2588 р/ведро 28 кг (расход 3,5 кг/м2)

92,43 р/кг

 

Плиты в два слоя

Клей форпласт-ПК 1м/25 кг по 525р/м,

 Дюбеля по 15р/шт,

 Пароизоляция два слоя «Тайвек» 49руб. за 1м2 ,

армирующая сетка (геотекстиль по20р м2),

пригрузочный слой из гравия по 1200 р/м3

противопожарные рассечки СПБ-8к по 5620 м3

(для кровель более 400м2)

Плиты марка «35» по 5500 р/м3в два слоя

Клей форпласт-ПК 1м/25 кг по 525р/м,

 Дюбеля по 15р/шт

 Пароизоляция «Тайвек» 49руб. за 1м2 ,

армирующая сетка (геотекстиль по20р м2),

пригрузочный слой из гравия по 1200 р/м3

противопожарные рассечки СПБ-8к по 5620 м3

ПСБ-С-50 по 3000 р/м3

Спец. Клей форпласт-ПК 1м/25 кг по 525р/м,

 Дюбеля по 15р/шт,

 пароизоляция с двух сторон «Тайвек» 49руб. за 1м2 ,

армирующая сетка (геотекстиль по20р м2),

оборудование вентиляционного зазора (деревян. обрешетка лиственница  по 9000 м3 и фанера 10 мм по 220 р/м2) (аэраторов  по 2000 р/шт

пригрузочный слой из гравия по 1200 р/м3

противопожарные рассечки - СПБ-8к по 5620 м3

«РУФ БАТТС В» по 9900 р/м3

«РУФ БАТТС Н» по 5600 р/м3

Увеличение толщины  теплоизоляции для компенсации потерь из-за креплений в 1,5 раза. Спец. Клей для мин. Плит  1м/25 кг по 545р/м, Несущий деревян. каркас по 9000р/м3,  дюбеля по 15р/шт,  пароизоляция с двух сторон «Тайвек» 49руб. за 1м2 , оборудование вентиляционного зазора (деревян. обрешетка лиственница  по 9000 м3 и фанера 10 мм по 220 р/м2)и вентилей (аэраторов  по 2000 р/шт) 1 шт на 100 м2

М-25 по 1800р/м3

Увеличение толщины  теплоизоляции для компенсации потерь из-за креплений в 1,5 раза и усадки в 2,5 раз

Спец. Клей 1м/25 кг по 545р/м,

Несущий деревян каркас по 9000р/м3,

 дюбеля по 15р/шт,

 пароизоляция с двух сторон «Тайвек» 49руб. за 1м2 ,

оборудование вентиляционного зазора(деревян. обрешетка лиственница  по 9000 м3 и фанера 10 мм по 220 р/м2) и вентилей (аэраторов по 2000 р/шт) 1 шт на 100 м2

Стоимость монтажа в % от стоимости материалов

По смете

От 5 до 25

По смете

От 22 до 60

По смете

30

По смете

35

По смете

30

По смете

45

Стоимость 1 м2 в рублях с учетом монтажных работ

4523-5416

2200-2800

2100

2200

4200

3000

Как видно из представленных цифр о стоимости затрат на строительство, то с применением пеностекла оно дороже. Но если включить в эту стоимость расходы на эксплуатацию и ремонт, то пеностекло FOAMGLAS® будет самым дешевым материалом!

Долговечность,

Заявленная

 

 

Фактическая

 

 

 

На весь срок службы здания

25 –экспериментально

50 –экспериментально

30 –экспериментально

50 –экспериментально

50 –экспериментально

Более 50 лет не подвергался замене с момента начала производства в 1942 г.

1 - 15

Не более 20 (с частыми ремонтами (в инверсионной кровле, раз в 5 лет)

1-15

(до разрушения)

1-15

Частые ремонты

(потери в массе (пыление) в вент фасаде от 2 до 8 % в год)

1-15

Частые ремонты

(потери в массе из-за пыления)

Гарантия

Выдается на каждую партию с указанием плотности, теплопроводности при соблюдении рекомендаций производителя.

Не дают

Не дают

Не дают

Не дают

Не дают

 

Единицы измерения:              1 т/м2 = 10 кПа = 0,01 МПа = 9810 N2 = 9,81 кN2

                                                           1 кал = 4,187 Дж   или    1 Дж = 0,239 кал

 

Данные в таблицу внесены из открытых источников информации.