Строительство и архитектура/4. Современные строительные материалы

Професор, д.т.н. Лівінський О.М., аспірант Стрілець Я.О.

Вінницький національний технічний університет, Україна

Сучасні теплозберігаючі теплоізоляційні штукатурні суміші

Постановка проблеми. Сьогодні при постійному підвищенні вартості енергоресурсів все більш актуальною стає проблема енергозбереження в Україні. Зниження витрат на експлуатацію будівель можливе за рахунок покращення теплозахисних характеристик зовнішніх конструкцій стін. Підраховано, що тільки один квадратний метр теплоізоляції забезпечує економію 1,4 ... 1,6 тонни умовного палива на рік. Все це потребує вибору найбільш ефективного теплоізоляційного матеріалу з точки зору його технічних, економічних і екологічних характеристик.

Мета роботи. Обґрунтування складу сухих теплозберігаючих теплоізоляційних сумішей для штукатурних робіт. Доведення рентабельності використання теплих штукатурок.

Задачі: - Дослідити вплив наповнювачів теплозберігаючих штукатурок, в залежності від їх виду і концентрації, на фізико-механічні властивості, пористість, паропроникніть штукатурних розчинів

- Виконати економічне порівняння утеплювачів.

Основна частина

Все більш популярними на світовому ринку будівельних матеріалів стають теплоізоляційні штукатурні суміші. В Європі теплі штукатурки використовуються вже 40 років, в Росії – 10 років, Україні – близько 5 років.

Тепла штукатурка – оздоблювальна будівельна суміш з рівнем теплопровідності <0,2Вт/м²С. Застосовується як в якості підготовчого шару так і фінішного покриття.

Теплоізоляційна штукатурна суміш представляє собою суміш з мінерального в’яжучого (цементу, вапна, гіпсу та їх сумішей), пористого наповнювача, полімерних добавок (пластифікаторів, гідрофобізуючих, повітровиділяючих і т.і.)

В якості наповнювача можуть бути використанні:

• гранули пінополістиролу;

• піноскло;

• тирса;

• спучений вермикуліт;

• перліт (перлітовий пісок);

• керамзитова крихта;

• крихта і порошок пемзи, і т.і.

Вміст наповнювача коливається в залежності від значення коефіцієнту теплопровідності і щільності, яку необхідно отримати.

На рисунку 1 наведено графік залежності між щільністю і коефіцієнтом теплопровідності штукатурної суміші.

Рис. 1. Залежність теплопровідності від щільності теплої штукатурки

На сьогоднішній день реально досяжне значення об'ємної ваги теплої штукатурки на основі піноскла лежить в межах 280 кг/м³. Окремі типи термоштукатурок мають об'ємну вагу до 400 кг / м³ і вище.[1]

Кожний компонент штукатурної суміші впливає певним чином як на властивості розчинної суміші так і затверділого розчину. Від виду пористого наповнювача залежать теплозберігаючі властивості термоштукатурок. (табл.1)

Таблиця 1 – Порівняння пористих наповнювачів

Назва	Перліт	Вермикуліт	Піноскло	Пінополістирол
Щільність, г/см^3	75-200	95-100	90-400	40-150
Коефіцієнт Теплопровідності Вт/м^0К	0,043-0,9	0,06-0,09	0,045-0,1	0,04-0,05
Водопоглинання, %	40-60	30-70	≤10	≤10
Пожежобезпечність	НГ ( не горючий)	НГ	НГ	Г1 (горючий)

Для доведення впливу наповнювачів на експлуатаційні властивості штукатурних сумішей і для порівняння властивостей отриманих штукатурок було проведено серію дослідів.

Під час дослідів використовувалися такі пористі заповнювачі:

• спучений перліт безперервного гранулометричного складу марки 100 згідно з ДСТУ Б В.2.7-157:2011;

• спучений вермикуліт безперервного гранулометричного складу марки 150 згідно з ДСТУ Б В.2.7-280:2011;

• подрібнений газосилікат насипною густиною 400-600 кг/м3;

• гранули спіненого полістиролу насипною густиною 20-35 кг/м3;

• гранульоване піноскло 160-220 кг/м3.

Основні характеристики штукатурних сумішей на змішаному в’яжучому і легких заповнювачах вивчалися на модельних складах. Зокрема, розглядалися залежності густини, міцності і теплопровідності модульних штукатурних складів від вмісту вищевказаних заповнювачів. [2]

Результати досліджень наведені в табличній формі (табл.2).

Таблиця 2 – Властивості штукатурних розчинів з різними видами наповнювачів

Назва	Перлітовий пісок	Пінополістирол	Дроблений газосилікат	Вермикуліт	Гранульова-не піноскло
Вміст, %	15	3-4	35	15
Щільність, г/см^3	920-950	680-890	1300-1350	800-820	380-390
Коефіцієнт Теплопровідності Вт/м^0К	0,15	0,12-0,18	0,25	0,14	0,08
Міцність на стиск МПа	5,5-6,0	4,0-5,0	2,0-4,0	2,0-3,0	1,6
Міцність на розтяг, МПа	1,8-2,1	1,0-1,5	1,0-1,2	0,8-1,2	0,86
Коефіцієнт паро- проникності мг/м·год·Па	0,085	0,056	0,098	0,064	0,03
Морозостійкість, к-ть циклів	35	50	35	50	50

За результатами дослідів можна зробити висновки, що найбільш малоефективним легким заповнювачем є дроблений газосилікат, а найбільш ефективним – гранульоване піноскло.

Крім теплих штукатурок ринок будівельних матеріалів переповнений іншими видами утеплювачів. Основним видом застосовуваних утеплювачів є мінераловатні вироби, частка яких в загальному обсязі виробництва і споживання становить понад 65%. Близько 8% припадає на скловатні матеріали, 20% - на пінополістирол та інші пінопласти. Частка теплоізоляційних ніздрюватих бетонів в загальному обсязі вироблених утеплювачів не перевищує 3%, спученого перліту, вермикуліту і виробі на їх основі -2 ... +3%. [3]

Перед вибором утеплювача необхідно враховувати проблеми, пов’язані з їх використанням. По даним німецьких дослідників повна втрата теплотехнічних властивостей пінополістирола відбувається через 10 років, пінополіуретана - також 10 років, а скловолоконних матеріалів – через 7 років. Піно- і газобетони є більш довговічними і безпечними матеріалами, але не дивлячись на переваги, їх головним недоліком є високе водопоглинання, що призводить до низької волого- і морозостійкості. Підвищена гідрофобність газобетонів знижує їх адгезію до поверхні.

Порівняємо теплу штукатурку з іншими утеплювачами за допомогою цифр (табл.3).[4]

Таблиця 3 – Порівняння різних типів утеплювачів

Назва утеплювача	ЕППС	Пінопласт	Мінеральна вата	Теплі штукатурки
Коеф. Теплопровідності, Вт/м^0К	0,028-0,032	0,033-0,037	0,041-0,044	0,04-0,9
Щільність, кг/м^3	30-45	11-35	30,40,60	200-340
Вартість 1 м^2 товщиною в 25 мм, $	від 20	від 10	від 20	від 35
Пожежобезпечність	Г1 (горючий)	Г1	НГ ( не горючий)	НГ

Як видно з порівняння утеплювачів недоліками теплої штукатурки є:

- тепла штукатурка легша за інші види штукарок, але тяжча за мінеральну вату і пінопласт;

- програє іншим утеплювачам в теплопровідності;

- дорожча за інші види утеплювачів.

Разом з тим теплоізлоляційні штукатурки мають такі переваги над іншими видами утеплювачів як:

- швидкість нанесення;

- перед нанесенням немає потреби в вирівнюванні стін;

- висока адгезія;

- відсутність містків холоду, монолітне зчеплення з стіною;

- вогнестійкість така ж лише у мінеральної вати;

- не може виступати житлом для шкідників і гризунів;

- термін експлуатації найбільший;

- інші види утеплювачів можуть бути використані в якості утеплення лише при рівних поверхнях;

- міцність при дії динамічних навантажень, простота ремонту.

Будь-який з видів утеплювачів крім термоштукатурки вимагає створення поверх нього декоративного оздоблювального шару, що тягне за собою додаткові витрати.

Висновки

- Кожний компонент штукатурної суміші впливає певним чином як на властивості розчинної суміші так і затверділого розчину. Теплозберігаючі властивості термоштукатурок залежить від виду і кількості наповнювачів і повітрявтягуючих добавок. Згідно результатів проведених дослідів найбільш малоефективним легким заповнювачем є дроблений газосилікат, а найбільш ефективним – гранульоване піноскло;

- Теплозберігаючі теплоізоляційні штукатурні суміші конкуруючи на ринку будівельних матеріалів з іншими видами утеплювачів поступаються їм в теплопровідністі і вазі, але разом з тим мають ряд переваг таких як: швидкість і легкість нанесення, висока вогнестійкість, міцність, високий термін експлуатації тощо.

Література

1 Правильный выбор качественной теплой штукатурки [Електронний ресурс]. // Санирующие теплоизоляционные штукатурки ThermoUM – Режим доступу: http://www.thermoum.ru/info/26-vibor-teploi-shtukaturki.html

2 Лаповська С.Д. Склади для опорядження ніздрюватих бетонів зниженої густини. / Лаповська С.Д. // Будівельні матеріали, вироби та санітарна техніка – 2013. – 127-129 с.;

3 Пшинько А.Н. Перспективы создания модифицированного тепло-изоляционного неорганического материала на основе алюмосиликатного сырья/ А.Н. Пшинько, А.В. Краснюк, В.Н. Гребенников, А.С. Щербак – 2010. – 3 с.;

4 Теплые штукатурки и штукатурные составы со вспомогательными функциямиhttp [Електронний ресурс]. // Domastroim.su – Режим доступу: www.domastroim.su/articles/shtukaturka/shtukaturka_1058.html