Теплоизоляция бетона: что это, виды и состав.

04.05.2023

0 Comment

Содержание

что это, виды и состав.

Теплоизоляционные бетоны – материалы, имеющие низкую плотность (до 500 кг/м³) и минимальную теплопроводность. Используются при производстве элементов утепления. Не приспособлены для восприятия несущей нагрузки. В качестве теплоизоляционных наиболее популярны ячеистые бетоны – искусственные стройматериалы с поризованной структурой.

Области применения ячеистых бетонов

Изделия из низкоплотных ячеистых бетонов, производимые в соответствии с ГОСТом 25485-89, применяются для утепления:

чердачных перекрытий;
стеновых конструкций – в качестве теплоизоляционного слоя в многослойных стенах;
промышленного оборудования – для оборудования, эксплуатируемого при высоких температурах, применяют жаростойкие разновидности материалов, способные выдерживать до +700°C.

Существенным плюсом изделий из ячеистых бетонов является точность размеров.

Благодаря этому, блоки могут укладываться на строительный клей, накладываемый слоем не более 3 мм. Другие стеновые материалы обычно монтируются на цементный раствор из-за необходимости компенсировать погрешности геометрических параметров. Плотность – 0,3-0,5 т/м³.

Способы создания пористой структуры бетонов

Вяжущими в этой продукции могут быть: портландцемент, известь, гипс. В зависимости от применяемой технологии создания пор, различают следующие виды таких теплоизоляционных материалов:

Газобетоны и газосиликатные бетоны. Технология заключается в добавлении к цементному раствору или смеси вяжущих компонентов алюминиевой пудры. В результате химической реакции в застывающем продукте образуются поры.
Пенобетоны и пеносиликатные бетоны. Получаются путем смешивания раствора вяжущего компонента с устойчивым пенообразующим компонентом, изготавливаемым отдельно. Пенообразователями выступают смеси из канифольного мыла, животного клея, вытяжки из мыльного корня.

Помимо перечисленных, применяют комплексную газопенную технологию, процессы, проходящие под высоким давлением, вспучивание в условиях вакуума.

По условиям твердения различают бетоны:

Автоклавные – достигают нормативной прочности в присутствии насыщенного пара при повышенном давлении.
Неавтоклавные. Нормативная прочность достигается в присутствии насыщенного пара при нормальном давлении или с использованием электрооборудования для прогрева.

Плюсы и минусы применения ячеистого бетона в качестве изоляционного материала

Популярность ячеистой продукции объясняется рядом преимуществ, среди которых:

Низкая теплопроводность. Это свойство обеспечивается наличием пузырьков воздуха в ячейках. Воздушные пузырьки являются прекрасным теплоизолятором. Теплосберегающие параметры стены из ячеистого материала толщиной 50 см аналогичны характеристикам кирпичной стены толщиной 200 см.

Хорошие звукоизоляционные характеристики.
Паропроницаемость, обеспечивающая комфортные условия во внутреннем пространстве.
Устойчивость к агрессивным биологическим факторам, отсутствие склонности к гниению.
Экологичность, отсутствие токсичных компонентов.

Недостатком этих материалов является потеря эксплуатационных характеристик при соприкосновении с влажной средой. Поэтому при использовании ячеистой продукции ее обязательно защищают керамической плиткой, фольгированным материалом, пенополиэтиленом.

Конструкционно-теплоизоляционные бетоны: что это

Главная » Полезная информация » Всё о бетоне » Конструкционно-теплоизоляционные смеси

Конструкционно-теплоизоляционные бетоны – материалы, обладающие комплексом высоких прочностных и теплоизоляционных характеристик. В эту группу входят легкие бетоны на крупных пористых заполнителях или поризованная продукция. Материалы этой группы позволяют создавать ограждающие конструкции со средней несущей способностью и высоким теплосбережением.

Легкие конструкционно-теплоизоляционные бетоны на пористых компонентах: состав, характеристики

Области применения таких материалов – создание несущих и самонесущих конструкций (перекрытий и стен). Преимущества использования теплоизоляционно-конструкционных бетонов на крупных заполнителях повышенной пористости:

При равной плотности с поризованной продукцией бетоны на пористых заполнителях имеют лучшие прочностные характеристики, меньшую усадку и ползучесть. Это позволяет их использовать для изготовления крупноразмерных элементов.
Их применение позволяет уменьшать давление на основание строения.

Повышаются теплосберегающие характеристики здания, тем самым обеспечивая экономию на обогреве внутреннего пространства.
Упрощаются монтажные работы, благодаря возможности увеличить габариты блочных элементов без роста их массы.
Облегчается разгрузка и погрузка блочных материалов.

В соответствии с используемым заполнителем, такие материалы разделяют на керамзитобетоны, перлитобетоны, вермикулитобетоны, пемзобетоны.

Усредненные технические характеристики этих материалов:

плотность – 0,5-1,4 т/м³;
класс прочности на сжатие – не ниже В2,5;
морозостойкость и водонепроницаемость зависят от типа и количества вяжущего компонента, а также морозостойкости заполнителя, наибольшим показателем по устойчивости к циклам замерзания и оттаивания обладают пемза, аглопорит, керамзит.

Основные типы заполнителей с повышенной пористостью

В производстве легких бетонов наиболее востребованы следующие виды заполнителей:

Керамзит. Производится из глиносодержащего сырьевого материала, который легко вспучивается при обжиге. В сырье добавляют железосодержащие соединения и газообразующие добавки. Из массы формируют гранулы, которые перед началом основного технологического процесса просушивают. Гранулы обжигают в печах при температурах, достигающих +1700°C. В результате высокотемпературной обработки объем гранул возрастает в 17 раз.

Перлит. Это искусственный материал, для получения которого используют изверженные породы. Процесс получения заполнителя аналогичен техпроцессу образования керамзитовых гранул. Только температура обжига ниже – до +1300°C.
Аглопорит. Изготавливается в форме щебня или песка. Способ производства – спекание отходов угледобывающих отраслей и глинистых пород.
Вермикулит. Эта продукция получается из слюды, которая при повышении температуры до +900°C увеличивается в объеме в несколько десятков раз.

В связи с постоянным ростом популярности легких конструкционно-теплоизоляционных бетонов постоянно ведутся исследовательские работы по поиску новых заполнителей. К таким находкам относятся гравиевидные компоненты со сплошной стекловидной оболочкой. Стеклофазу получают введением в шихту природного или искусственного стекла. Поры в таком материале мелкие и равномерно распределенные. Продукт со стеклофазой имеет повышенную прочность при достаточно низкой плотности.

Лиапор

Теплоизоляционный бетон

Ссылки

Идеальная акустическая защита

Склеенный выравнивающий наполнитель выравнивает значительные перепады высот и подходит для создания устойчивых слоев. Вяжущие вещества, такие как цемент, предотвращают последующее оседание или уплотнение слоя.
Заполнители Liapor на цементной основе, такие как теплоизоляционный бетон Liapor, обеспечивают превосходную звуко- и теплоизоляцию, например, при использовании в сплошных или арочных перекрытиях, и гарантируют надежную, стабильную и легкую основу для всех последующих конструкций перекрытий. С одной стороны, внутренняя структура заполненных воздухом пор керамзитобетона помогает предотвратить передачу шума, а с другой, бесфракционная структура связанного наполнителя Лиапор поглощает звук.

Под стяжкой

При использовании под плавающей стяжкой теплоизоляционный бетон Liapor помогает поглощать звук шагов, а также компенсировать неровности и обеспечивать оптимальные показатели теплоизоляции. Благодаря этой связанной выравнивающей заливке стяжка может быть нанесена равномерно на идеально ровную поверхность. Это предотвращает появление трещин, которые могут образоваться, когда стяжки разной толщины остаются сохнуть. Кроме того, эта связанная выравнивающая заливка очень легкая и обладает впечатляющей несущей способностью. Во время ремонтных работ это означает, что уровень пола может быть поднят на необходимую высоту без превышения несущей способности здания. Даже при нанесении толстыми слоями теплоизоляционный бетон «Лиапор» надолго сохраняет свою форму.

Обращение

Этот выравнивающий наполнитель прост и интуитивно понятен в использовании. Для затвердевания одного кубометра лиапора достаточно от 150 до 200 кг цемента. При смешивании с водой важно не оставлять теплоизоляционный бетон «Лиапор» сухим и «питьевым». В то же время слишком большое количество воды отделит цемент от гранул Liapor. После нанесения шпаклевки ее просто нужно выровнять линейкой или дополнительно уплотнить теркой. Менее чем через час изоляционный бетон начинает схватываться. И уже через 24 часа по нему можно ходить. Любая последующая работа может быть выполнена быстро и без длительного ожидания. 9№ 0010

Области применения

Эта выравнивающая шпатлевка на клею предлагает множество преимуществ при реконструкции, расширении и новом строительстве. Его можно использовать в качестве связанной заливки для сплошных полов, перекрытий с деревянными балками (например, переливы в местах расположения балок), плит перекрытий для подвалов и арочных потолков. Тем не менее, теплоизоляционный бетон Liapor также можно использовать для выравнивания уклонов под террасами и балконами, в качестве армирующего, изолирующего заполнения полостей в деревянных каркасных конструкциях, в качестве скатной изоляции для плоских крыш или в качестве основы для напольных покрытий из плитки или керамогранита.

Избранные ссылки

Здание из легкого бетона

Подробнее

Фасад с символическим эффектом

Подробнее

Энергоэффективность с изоляционным бетоном Liapor

Подробнее

Все ссылки

Что нового

СМИ

Тепловые свойства и преимущества изоляционных пенобетонов

Введение

Изменение климата является одной из самых тревожных глобальных проблем, которые мировые лидеры пытаются решить с начала 21 века. Поскольку осведомленность общественности об экологических проблемах продолжает расти, это также оказывает более заметное влияние на выбор потребителей. Глобальные усилия по обеспечению более устойчивого образа жизни получили широкое распространение, о чем свидетельствует резкий рост производства и продажи экологически чистых технологий на многих мировых рынках.

Одним из примеров отрасли, на которую сильно влияет стремление потребителей к устойчивому развитию, является строительный сектор. Производители на этом рынке пытаются производить более экологически чистые продукты и производить их с использованием устойчивых и экологически чистых технологий. Это повышенное внимание к энергосберегающим возможностям продукта привело к резкому росту популярности изоляционных пенобетонов (ICF) в качестве предпочтительного материала для строительства новых зданий. Недавно провозглашенная оценка и увеличение спроса на МКФ привели к более глобальному производству материала, поскольку он используется во многих странах для различных коммерческих проектов, включая строительство квартир, отелей, магазинов и зданий кинотеатров.

ICF R-значение

Изоляционные пенобетонные пены предлагают более прочную, изоляционную и устойчивую альтернативу традиционным зданиям с деревянным каркасом, которая имеет как долгосрочные экономические, так и экологические преимущества с точки зрения снижения затрат и энергопотребления. Секрет их тепловой мощности заключается в сочетании пониженной теплопроводности и конвекции, а также в высокой тепловой массе. Эта выигрышная комбинация не только снижает энергопотребление здания, но и повышает комфорт внутри, блокируя сквозняки и обеспечивая превосходное поглощение тепла. На большинство желаемых тепловых свойств, отображаемых ICF, указывает их высокое значение R. «r» в значении R означает сопротивление материалам с более высоким значением R, имеющим лучшее сопротивление тепловому потоку по сравнению с материалами с низким значением R. Пенополистирол, из которого изготовлен ICF, является одним из лучших изоляционных материалов на рынке. ICF обычно содержат 5-дюймовую изоляцию из пенополистирола с испытательными изоляционными свойствами в диапазоне от R-22 до R-26.

Изоляция EPS также обладает оптимальными звукопоглощающими свойствами. Они пропускают только примерно на 12,5–25 % больше звука по сравнению с деревянными стенами. В глазах владельца бизнеса этот ключевой компонент МКФ делает его крайне желательным, особенно если здание расположено на шумной городской улице или в центре мегаполиса. Кроме того, здания и дома, построенные с использованием этих материалов, обеспечивают уровень безопасности, с которым мало кто может сравниться. В среднем они в 10 раз прочнее стандартной рамной конструкции и в несколько раз прочнее конструкции CMU из «шлакоблоков».

Комбинация ICF и EPS пользуется большим спросом у военных и правоохранительных органов благодаря своей взрыво- и баллистической стойкости. Пенополистирол уникален тем, что он не горит при воздействии высокой температуры, а вместо этого плавится. Несмотря на плавление в этих условиях, он не станет топливом для огня и обладает самозатухающими свойствами благодаря антипирену, добавляемому в пенополистирол всеми ведущими производителями ICF.

Рис. 1. Крупный план изоляции ICF с металлическим армированием.

Значения R являются ключевыми для измерения теплового сопротивления материала, однако при попытке оценить энергетические характеристики здания им не хватает уровня детализации, необходимого для определения фактических свойств теплопередачи в качестве единственной рассматриваемой величины. К основным факторам, которые более точно отражают энергетические характеристики здания, относятся теплопроводность, конвекция, излучение и масса.

Рисунок 2: Механизмы теплообмена, включая теплопроводность, излучение и конвекцию.

Теплопроводность ICF

Теплопроводность материала напрямую связана с его способностью эффективно способствовать передаче тепла через него. Теплопроводность также часто называют теплопроводностью, которая представляет собой передачу тепла через материал путем прямого контакта одной молекулы с другой. Проводимость — единственный фактор, который напрямую измеряется значением R. Изоляция с деревянным каркасом имеет значение R, доступное только с точки зрения самого высокого номинального компонента самой изоляции стены. Это значение может вводить в заблуждение, так как большинство строителей обычно называют здание со стенами R-13 или R-21, не раскрывая при этом, что эти значения являются единственным показателем самого высокого и наиболее теплоизолирующего материала во всей конструкции.

Деревянный каркас состоит из нескольких компонентов, которые имеют множество различных R-значений, что значительно снижает подлинную теплоизоляционную ценность здания, а в некоторых случаях составляет только половину рекламируемой ценности. С другой стороны, стены ICF состоят из центральной полости, предназначенной для размещения бетона между двумя слоями изоляционной пены EPS, которая обеспечивает два в основном непрерывных слоя изоляции с рейтингом R-22 или выше.

Рис. 3: Пенополистирольные блоки EPS

Тепловая конвекция и ICF

Несмотря на то, что теплоизоляционные материалы обычно сосредоточены на теплопроводности, именно тепловая конвекция способствует большей части потерь тепла в здании. Конвекция характеризуется передачей тепла, которая происходит за счет движения токов внутри жидкости или газа. Когда речь идет о конвекции внутри здания, обычно это движение воздуха между внутренней и внешней частью здания или «фильтрация воздуха», которая характеризует качество изоляционного материала.

Обычной мерой измерения, используемой в строительной отрасли для описания фильтрации воздуха, является «обмен воздуха в час» при перепаде давления, создаваемом дверцей вентилятора, равном 50 Па (ACH50). Стандарты энергетической звезды США для новых домов требуют менее 4-7 ACH50. Эти стандарты чрезвычайно смягчены по сравнению с более строгими правилами, установленными в Канаде, где стандарт R-2000 составляет 1,5 ACH50, и в Швеции, где требуется 0,5 ACH50 или меньше. С точки зрения измерения изоляционных качеств, чем выше значение ACH50, тем сильнее происходит внутренняя и внешняя фильтрация воздуха.

В стандартном здании с деревянным каркасом конвекция ощущается как сквозняки и часто является самой большой причиной потерь энергии в здании. Инфильтрация воздуха может составлять более 40% от общей потери энергии, поскольку воздух часто просачивается через многочисленные трещины и стыки между «спичками», составляющими каркас деревянного здания. Типичный недавно построенный деревянный дом будет иметь ACH50 от 1,75 до 3, однако через пару лет это число может резко возрасти до значений от 5 до 10, поскольку древесина сжимается и портится. В старых деревянных домах отсутствует почти какая-либо теплоизоляция, и обычно их значения ACH50 составляют в среднем от 10 до 20.

Здания ICF намного превосходят деревянные каркасные конструкции с точки зрения блокирования воздушного потока и поддержания стабильной температуры в помещении независимо от внешней погоды или климата. Большинство зданий ICF имеют ACH50 0,5-2,5 или меньше, причем эти значения сильно зависят от типа крыши и герметизирующего материала. Этот ограничительный воздушный поток полезен с точки зрения регулирования температуры, однако в этих герметичных зданиях необходимо поддерживать адекватный воздухообмен за счет использования механической вентиляции. Этот тип умеренного воздушного потока можно комбинировать с установками рекуперации тепла/энергии или наземными теплообменниками для дополнительной экономии.

Тепловое излучение и ICF

Тепловое излучение является еще одним важным регулятором использования энергии в здании, и многие не учитывают его при выборе материала для использования при строительстве конструкции. Тепловое излучение характеризуется передачей тепла через электромагнитные волны, которые в случае здания исходят в основном от УФ-излучения, испускаемого солнцем. Влияние этого метода теплопередачи на обмен энергией, происходящий внутри здания, в значительной степени зависит от таких факторов, как местоположение участка и преобладающий климат в этом регионе. Пассивные солнечные конструкции зданий могут помочь оптимизировать поглощающие и отражающие способности здания за счет использования солнечной ориентации, размещения окон и выбора идеальных элементов затенения, таких как выбор отделки и включение тепловой массы.

Рисунок 4: Компоненты конструкции пассивного дома, выходящие за пределы изоляции ICF.

Тепловая масса материала относится к его способности накапливать тепло. Бетон и сырцовые кирпичи имеют большую тепловую массу и действуют как батарея, хранящая тепло, которое высвобождается при понижении температуры окружающей среды. ICF с бетонным внешним видом может накапливать тепло в дневную жару, а затем отдавать его внутри ночью, поддерживая комфортную температуру при почти нулевом потреблении энергии. В умеренном климате бетон выполняет контрастную роль, задействуя пассивный солнечный дизайн, позволяя сильному зимнему солнцу нагревать стены и полы с высокой тепловой массой внутри и снаружи здания. Деревянные рамы почти не имеют тепловой массы, поэтому они не предлагают ни одного из этих преимуществ энергосбережения. Конструкция с высокой тепловой массой может быть легко встроена в стены и полы ICF, что снизит потребность в активных системах отопления и охлаждения за счет поддержания стабильной температуры окружающей среды в течение более длительного периода.

Возможность повторного использования ICF

При изучении тепловых свойств зданий ICF совершенно очевидно, что они могут экономить больше энергии и уменьшать фильтрацию воздуха по сравнению со стандартным деревянным домом, но их преимущества выходят за рамки физических свойств материала. Использование бетона вместо дерева для строительства может сэкономить значительное количество деревьев, потому что весь деревянный каркас исключается. Многие бетоны содержат переработанные компоненты за счет использования дополнительных материалов, таких как летучая зола или шлак, для замены части цементного заполнителя. Старый измельченный цемент также может быть переработан, чтобы уменьшить потребность в первичных заполнителях, и большинство стальной арматуры, используемой в процессе строительства, также могут быть переработаны.

Рисунок 5: Бетонная смесь, содержащая более крупные заполнители.

Здания ICF являются явным чемпионом среди строительных материалов, поскольку они предлагают лучшие экономические и экологические преимущества по сравнению со стандартными деревянными каркасными зданиями. Хотя первоначальная стоимость строительства из материалов ICF примерно на 3-5% выше по сравнению с классическим деревом, стоимость обслуживания и проживания значительно ниже. Расходы на страхование зданий ICF, как правило, дешевле из-за их повышенной прочности и огнестойкости. Владельцы зданий в конечном итоге скажут примерно на 20% больше о затратах на энергию при строительстве с использованием ICF по сравнению с деревянным.

Заключение

Если предположить, что срок службы здания составляет 100 лет, один дом ICF может сэкономить примерно 110 тонн CO2, что более чем компенсирует выбросы CO2, связанные с производством цемента, используемого для изготовления бетона, и может способствовать усилиям компании стать углеродно-нейтральными или углеродно-отрицательными. В то время, когда все думают об изменении климата, как никогда важно обеспечить совместную работу по минимизации нашего углеродного следа. Одним из способов достижения этой цели является замена устаревших строительных материалов, таких как древесина, современными пенобетонными изоляционными материалами, что позволит как домовладельцам, так и крупным застройщикам внести свой вклад в смягчение негативного воздействия на окружающую среду и сокращение выбросов CO2.

Автор: Каллиста Уилсон | Младший технический писатель | Thermtest

Каталожные номера

Нужна ли теплоизоляция кирпичному дому? | Кирпичный сайдинг. (2020, 20 марта). Современный дизайн . https://gambrick.com/does-a-brick-home-need-insulation/

Бетонные опалубки с теплоизоляцией — энергоэффективность и R-значения . (н.д.). Утепленные бетонные формы ICF от Quad-Lock. Получено 26 мая 2021 г. с https://www.quadlock.com/insulated-concrete-forms/ICF_energy_performance.htm

Изоляционные бетонные формы (ICF) . (н.д.). Получено 26 мая 2021 г. с https://www.cement.org/cement-concrete/paving/buildings-structures/concrete-homes/building-systems-for-every-need/insulating-concrete-forms-(ICFs)

14 июля, Сопротивление, 2020 | Катастрофа, Эффективность, E., Истории, F., Затраты, ICF и ICF?, W. (nd). Преимущества проживания в доме ICF | Журнал ICF Builder . Получено 26 мая 2021 г. с https://www.icfmag.com/2020/07/benefits-of-living-in-an-icf-home/ 9.