9.2 Гідро- і теплоізоляційні матеріали

Гідроізоляційні матеріали

Гідроізоляційні матеріали призначені для захисту конструкцій від руйнуючого впливу води. Гідроізоляційні матеріали відрізняються від інших будівельних матеріалів підвищеною водонепроникністю й водостійкістю при тривалій дії води, у тому числі мінералізованих і хімічно агресивних водяних розчинів.

Залежно від області застосування гідроізоляційні матеріали поділяють на матеріали:

- для поверхневої і об'ємної гідроізоляції;

- ущільнення швів і з’єднань;

- комплексного призначення.

Залежно від способу проведення робіт вони бувають: обклеювальні, фарбувальні, штукатурні, просочувальні, литі, засипні, ін'єкційні і монтажні. Просочувальну й ін'єкційну гідроізоляції можна віднести до об'ємної, тому що вони є частиною об'єму матеріалу, який захищають.

Фарбувальні гідроізоляційні матеріали — це органічні в'яжучі (бітумні або полімерні) гарячі і холодні, на розчинниках (розріджувачах) і емульсійні, а також бітумні й полімерні суміші у вигляді холодних і гарячих мастик на органічних в'яжучих і на розріджувачах, пастах і емульсіях з наповнювачами.

Штукатурні гідроізоляційні матеріали являють собою асфальтові (гарячі і холодні), цементні й полімерцементні штукатурні суміші. Ці матеріали знаходять поширення завдяки простоті їх застосування, дешевизні, високому рівню механізації процесів нанесення, своїй надійності й довговічності.

Обклеювальні гідроізоляційні матеріали — це рулонні, плівкові або листові матеріали заводського виготовлення.

Як просочувальних гідроізоляційні матеріали використають органічні в'яжучі (бітуми, кам'яновугільні дьогті і пеки, петролатум), термопластичні полімери (низькомолекулярний поліетилен), мономери термореактивних смол (стирол, метилметакрилат) та ін.

Ін'єкційні гідроізоляційні матеріали - цементні суспензії і розчини, полімерцементні розчини, рідке скло, бітум і полімербітум, бітумні емульсії, карбамідні й фенолформальдегідні смоли та ін.

Як монтажні гідроізоляційні матеріали застосовують листову сталь товщиною 3-14 мм, пластмасові листи, склопластики і полімербетони у вигляді плит і блоків.

Засипні гідроізоляційні матеріали — це глина, гідратон (суміш ґрунту з бентонітом і рідким склом), гідрофобні порошки і піски.

До литих гідроізоляційних матеріалів належать асфальтовий бетон і мастики, що заливають між ізолюємою поверхнею і опалубкою.

Гідроізоляція проникаючої дії - це суміш портландцементу, спеціально обробленого заповнювача й хімічно активних речовин, наприклад, суміші неорганічних солей. Принцип дії заснований на проникненні в бетон хімічно активних елементів по капілярних порах основи, на яку наноситься гідроізолюючий шар, за рахунок осмотичних сил з наступною хімічною взаємодією з вільним вапном і конденсацією на поверхні пор. Такі ізолюючі композиції наносяться в основному на поверхню з розвитою капілярною пористістю, а також для відновлення поверхні старого бетону при ремонтних роботах і реконструкції.

В окрему групу можна виділити матеріали, які застосовують для спеціальних видів ізоляцій в особливих умовах, а саме: герметики, гідроантикорозійні, гідротеплоізоляційні та ін.

За видом в'яжучого гідроізоляційні матеріали поділяють на такі:

- бітумні, що складаються з нафтових бітумів або сплавів нафтових і природних бітумів;

- дьогтьові - з кам'яновугільних і сланцевих смол або сплавів пеків з кам'яновугільними дьогтями або дьогтьовими маслами;

- дьогтьобітумні - із сумішей кам'яновугільних дьогтьопродуктів або сланцевих дьогтів з нафтобітумами;

- гідрокамові - із продуктів спільного окислювання кам'яновугільних масел і нафтового гудрону або з кам'яновугільних масел (антраценового, креозотового) і нафтобітуму;

- бітумно-полімерні - з нафтобітумів і полімерів (включаючи каучуки);

- гумо-бітумні, одержувані в результаті спільної переробки нафтобітумів і старої гуми;

- гумо-дьогтьові, одержувані шляхом спільної переробки старої гуми й дьогтьопродуктів;

- полімерні (включаючи каучуки й кремнеполімери);

- мінеральні - на основі різних цементів, силікатів і глин.

З названих матеріалів найбільш широке застосування знайшли бітумні, тому що вони гідрофобні, водостійкі, мають щільну структуру, їхня пористість практично дорівнює нулю, тому вони водонепроникні й морозостійкі. Бітуми стійки до водяних розчинів багатьох кислот, лугів, солей і до більшості агресивних газів, розчиняються частково або повністю в різних органічних розчинниках (бензині, бензолі, скипидарі, ацетоні, етиловому спирті та ін.).

За видом основного вихідного матеріалу розрізняють асфальтові, мінеральні, пластмасові і металеві гідроізоляційні матеріали.

Теплоізоляційні матеріали

Характер структури матеріалів впливає на властивості виробів і їх довговічність. Під структурою прийнято розуміти особливість внутрішньої будови матеріалу, обумовленої ступенем кристалізації, розмірами й формою кристалів, розмірами і розташуванням пор. Структура теплоізоляційних матеріалів різна і залежить від їх виду й способу виготовлення. Теплоізоляційні матеріали мають високопористу структуру. Речовини, з яких складається тверда фаза теплоізоляційних матеріалів - це кераміка, цементний або силікатний камінь, волокна мінеральної або скляної вати, легкі пористі заповнювачі тощо.

За теплопровідністю теплоізоляційні матеріали ділять на три класи:

- клас А – малотеплопровідні (до 0,058 Вт/м·^оС);

- клас Б – середнєтеплопровідні (0,058-0,116 Вт/м·^оС);

- клас В – підвищеної теплопровідності (не більш 0,18 Вт/м·^оС).

Марка позначає максимальну середню густину матеріалу (кг/м³), причому матеріали із проміжною середньою густиною між зазначеними значеннями марок відносять до найближчої більшої марки.

Теплопровідність пористих матеріалів різко зростає при зволоженні, тому що теплопровідність води дорівнює 0,58 Вт/м·^оС, що в 25 разів більше теплопровідності повітря.

За густиною теплоізоляційні матеріали ділять на марки:

1. особливо легкі (ОЛ): 15, 25, 35, 50, 75, 100;

2. легкі (Л): 125, 150, 175, 200, 250, 300, 350;

3. важкі (В): 400, 450, 500, 600.

При моделюванні структури теплоізоляційних матеріалів важливе значення має рівномірний розподіл повітряних пор і їх характер. Бажано створювати дрібні пори закритого типу. У закритих порах повітря перебуває в спокійному стані і стабільно виконує роль теплоізолятора. У замкнуті пори не попадає вода, що дуже важливо для збереження стабільних теплофізичних властивостей і довговічності.

Велика номенклатура теплоізоляційних виробів заснована на порівняно невеликій кількості вихідних сировинних матеріалів. Але змінюючи технологічні прийоми обробки, можна значно змінювати властивості виробів стосовно до умов їх експлуатації.

Теплоізоляційні і акустичні матеріали й вироби повинні мати середню густину не більше 700 кг/м³, не повинні виділяти речовини, що знижують міцність елементів конструкцій, не погіршувати якість оздоблення приміщень і не шкодити здоров'ю людей.

Класифікація теплоізоляційних матеріалів

Відповідно до ДСТУ 4.201-79, теплоізоляційні матеріали і вироби класифікують за такими ознаками: видом вихідної сировини, формою, структурою й опором стисканню.

За видом сировини їх поділяють на:

- неорганічні — вогнетривкі теплоізоляційні вироби, ніздрювате стекло (піноскло), мінеральна й скляна вата і вироби з них, теплоізоляційні й теплоізоляційно-конструктивні матеріали на основі мінеральних в'яжучих, автоклавні теплоізоляційні й теплоізоляційно-конструктивні матеріали, спучені перліт і вермикуліт і вироби на їх основі, теплоізоляційні вироби з азбесту, вакуум-порошкова й вакуум-волокниста теплоізоляція;

- органічні - фіброліт на портландцементі, деревоволокнисті і торф'яні теплоізоляційні плити, камишит, теплоізоляційні пластмаси та ін.

За формою розрізняють штучні (плити, блоки, цегла, циліндри, напівциліндри, сегменти), рулонні (мати, смуги, матраци), шнурові (шнури, джгути) і сипучі матеріали.

За структурою їх ділять на пористо-волокнисті (мінераловатні, скловатні, азбесто- і деревоволокнисті); пористо-зернисті (перлітові, вермікулітові, совелітові, вапняно-кремнеземисті); ніздрюваті (ніздрюваті скло і бетон, керамзитобетон, пінопласти).

За опором стисканню (відносної деформації стиску під питомим навантаженням 0,02 МПа) теплоізоляційні матеріали підрозділяють на м'які (М); напівтверді (НТ) і тверді (Т). Розрізняють також матеріали підвищеної твердості (ПТ) з деформацією до 10 % висоти при питомому навантаженні 0,04 МПа, тверді (Т) - до 10 % висоти зразка при питомому навантаженні 0,1 МПа.

Якщо теплоізоляція призначається для поверхні з негативною температурою або позитивною, але не більше 100 °С, то товщину теплоізоляції розраховують за теплопровідністю при 25 °С, для поверхонь із температурою 100- 600 °С — за теплопровідністю при 125 °С, а для поверхонь із температурою понад 600 ^СС — за теплопровідністю при 300 °С.