Благодаря низкому коэффициенту теплопроводности, который составляет 0,035-0,040 Вт/(м•K), она эффективно защищает от потерь тепла. Используется для теплоизоляции фасадов, кровли, перекрытий, трубопроводов, резервуаров и промышленного оборудования.
Помимо теплопроводности важным параметром минеральной ваты является плотность, которая показывает массу утеплителя в единице объема. Она может составлять от 25 до 200 кг/м3 и влияет на цену и другие характеристики материала. Более плотная минеральная вата стоит дороже, но способна дольше выдерживать значительные нагрузки. Она меньше сминается и устойчива к деформации. Повышение плотности улучшает эффективность и способствует увеличению срока службы.
Варианты плотности утеплителя
Минеральная вата состоит из волокон диаметром 4-15 мкм, которые получают из габбро, базальта и магматических горных пород. Плотность материала зависит от вида сырья и технологии производства. Она измеряется в кг/м3 и представляет собой количество переплетенных каменных волокон, необходимых для изготовления определенного объема утеплителя.
Среди тепло- и звукоизоляционных материалов каменная вата является примером «легкой» теплоизоляции. Минимально возможная плотность составляет 25 кг/м3. Менее плотный утеплитель не сможет удерживать заданную форму и быстро рассыплется.
Классификация минеральной ваты по степени плотности представлена в таблице.
Классификация теплоизоляции по плотности Плотность, кг/м3 Сжимаемость, %
Особо легкая 25 50-60
Легкая 30-50 50
Полужесткая 75 20
Средней жесткости 125 12
Жесткая 150-175 2
Утеплитель повышенной жесткости имеет плотность до 200 кг/м3 и способен выдержать давление до 12 МПа. Наиболее жесткий вид теплоизоляции не проминается под весом человека, не деформируется и сохраняет свою эффективность.
Выбор плотности теплоизоляции
Минеральная вата выпускается в виде рулонов, мягких матов, плит разной плотности, цилиндров (скорлуп) и насыпных гранул. Она востребована при выполнении отделочных работ снаружи и внутри помещений. Используется профессиональными строителями при сооружении разных объектов и частными застройщиками при возведении малоэтажных домов. Плотность материала определяет область и особенности применения, технологию монтажа и нюансы эксплуатации. Для стен, фундамента или кровли выбирают теплоизоляцию разной степени жесткости.
В зависимости от плотности материал используют для теплоизоляции:
- вертикальных, горизонтальных и наклонных поверхностей, скатных кровель и других ненагруженных конструкций – до 35 кг/м3;
- межкомнатных перегородок, полов и потолков, а также при монтаже трехслойной системы изоляции различных зданий – до 75 кг/м3;
- вентилируемых фасадов при выполнении фасадных работ – до 100 кг/м3;
- при отделке ненагруженных бетонных и железобетонных конструкций – до 150 кг/м3;
- несущих конструкций из бетона и железобетона – до 175 кг/м3;
- плоской кровли и полов под бетонную стяжку – до 200 кг/м3.
При сравнении коэффициентов тепло- и звукоизоляции и способности пропускать пар и воздух выясняется, что показатели утеплителей разных марок примерно одинаковы. Материалы одного производителя при изменении жесткости также почти не отличаются уровнем защиты от потерь тепла.
Теплоизоляционные свойства минеральной ваты обеспечиваются благодаря структуре, которая образуется за счет особого расположения волокон и свободного пространства между ними. Теплопроводность жесткого материала хуже показателей легкого, но различия не очень значительны и могут не приниматься в расчет. Поэтому плотность не является наиболее важным показателем и при выборе теплоизоляции следует учитывать особенности конструкций и поверхностей, которые требуется утеплить. Для разных задач нормативной документацией предусмотрен материал определенной жесткости.
Применение утеплителя разной степени жесткости
Рыхлая вата из насыпных гранул используется для утепления зданий и сооружений в труднодоступных местах, между отделкой и внутренней кладкой из кирпича или блоков, чердака и подполья. Скаты крыш и другие облегченные поверхности не подвергаются значительным нагрузкам и для теплоизоляции достаточно плит и матов небольшой жесткости. Поэтому для таких конструкций применяют особо легкий и легкий материал плотностью 25-35 кг/м3.
Примеры выбора утеплителя для разных строительно-отделочных работ в зависимости от жесткости и назначения:
- Защита стен каркасных зданий. Сборка наружных вертикальных ограждающих конструкций малоэтажных домов и других сооружений может осуществляться в заводских условиях или непосредственно на месте строительства. В первом случае используют многослойные SIP панели. При самостоятельном монтаже стены собирают на основе деревянного каркаса из наружной и внутренней обшивки с утеплителем между ними. Защиту от потерь тепла обеспечит минеральная вата плотностью 45 кг/м3.
- Сооружение слоистой кладки. Такой прием используют при монтаже фасадов зданий. Слоистая кладка представляет собой многослойную ограждающую вертикальную конструкцию. Внутренняя поверхность выполняется из легких бетонных блоков, полнотелого или пустотелого кирпича. Для наружной кладки применяют декоративный облицовочный кирпич. Между ними – слой утеплителя, в качестве которого служит минеральная вата плотностью 50-60 кг/м3.
- Теплоизоляция пола. Если основание для укладки напольного покрытия имеет минимальные перепады по высоте или допускает возможность выравнивания без существенных затрат, то монтажные работы проводят без заливки бетонной стяжки. В этом случае для утепления можно использовать материал плотностью 50-75 кг/м3.
- Сооружение вентилируемого фасада. Навесные системы применяют для утепления наружных стен промышленных, жилых и производственных зданий. Снаружи на поверхности по всей площади закрепляют деревянный или металлический каркас и закладывают между направляющими плиты минеральной ваты, которые закрывают паропроницаемой мембраной. Затем закрепляют наружную отделку. Чтобы обеспечить защиту от потерь тепла и не перегружать фундамент, используют утеплитель плотностью 70-80 кг/м3. Для усиленных оснований – до 100 кг/м3.
- Монтаж плоской кровли. Крыша здания, не имеющая наклона, больше подвержена воздействию значительных нагрузок. Одна из основных – масса снежного покрова, который образуется в зимнее время и без принудительного удаления остается на поверхности до увеличения температуры выше 0°. Для таких кровель применяют теплоизоляцию плотностью 150-200 кг/м3.
Как и при сооружении плоской кровли, при монтаже полов с бетонной стяжкой утеплитель подвергается значительным нагрузкам. Помимо слоя бетонного раствора с армированием на материал воздействует масса подложки и напольного покрытия, которое может быть из линолеума, дерева, керамической плитки, искусственного или натурального камня. Поэтому для утепления используют плиты плотностью 150-200 кг/м3.
Влияние плотности на другие свойства теплоизоляции
При выборе утеплителя из минеральной ваты показатели плотности рассматривают в сочетании с другими эксплуатационными свойствами материала. Она практически не влияет на величину коэффициента звукоизоляции и воздухопроницаемость.
С показателями теплопроводности несколько сложнее. Уровень защиты материала от потерь тепла определяется количеством воздуха межу волокон. Чем больше его объем и выше пористость утеплителя, тем меньше плотность и ниже показатели теплопроводности. При сокращении количества воздуха в волокнистой структуре повышается плотность материала. В результате увеличивается жесткость, а защитные функции снижаются.
Однако зависимость теплопроводности от плотности нелинейная. Поэтому разница между материалами разной плотности не очень существенная и может компенсироваться увеличением толщины изоляции на 5-10 см.
Более значимое влияние плотность и жесткость минеральной ваты оказывают на следующие характеристики:
- Предел прочности на сжатие. Определяется при 10% деформации материала и показывает степень сопротивляемости разрушению при воздействии нагрузок. Предел прочности измеряется в кПа и особенно важен для оштукатуренных наружных стен здания, плоской кровли, «плавающих» полов и других нагружаемых конструктивных элементов.
- Способность сохранять форму. Жесткость теплоизоляции из минеральной ваты влияет на сохранность размеров и геометрии во время транспортировки, погрузочно-разгрузочных работ, укладки и эксплуатации. Чем плотнее материал, тем легче он сохраняет первоначальную форму и меньше деформируется. В результате после монтажа жесткий утеплитель не слеживается и практически исключает появление пустот.
- Вес. Поскольку плотность определяется соотношением количества волокон к единице объема, то при ее увеличении возрастает и вес материала. Масса имеет значение во время транспортировки и укладке. Вес также определяет необходимость усиления стен и фундамента. При значительной жесткости, которая приводит к увеличению массы, перед монтажом теплоизоляции требуется укрепление несущих конструкций.
Еще один важный показатель – срок службы. В процессе эксплуатации минеральная вата подвергается различным воздействиям, включая атмосферные осадки, влажность воздуха, изменения температуры и механические повреждения. Негативное влияние со временем приводит к появлению деформации, сильному влагопоглощению, ухудшению защитных свойств и разрушению.
Благодаря повышенной плотности более жесткие плиты и скорлупы меньше подвержены накоплению влаги, дольше сохраняют прочность и отличаются более продолжительным сроком службы. Увеличить его помогает дополнительная защита, в качестве которой используют декоративные отделочные материалы. Производители теплоизоляции повышают срок службы своей продукции с помощью армирующего или защитного слоя.
Особенности монтажа и критерии выбора
Плотность каменной ваты также влияет на выбор технологии монтажа. Особо легкие и легкие плиты можно закреплять на вертикальных и наклонных поверхностях с помощью клеевых составов. При монтаже скатной крыши плиты и отрезки рулона помещают между стропилами.
Утеплитель большей плотности, которая приводит к увеличению жесткости и веса, требует прочной фиксации. Плоской кровле этого не понадобится, а для закрепления на вертикальных стенах в дополнение к клеевой смеси используют специальные тарельчатые дюбели.
При выборе теплоизоляции помимо соотношения степени плотности материала и особенностей утепляемых поверхностей и конструкций учитывают и другие факторы. Среди них – строительные нормы и требования противопожарной и промышленной безопасности, климатические условия и уровень влажности.
Другие виды минеральной ваты
Традиционно при обсуждении или выборе минеральной ваты подразумевают каменную – изготовленную из расплава различных горных пород. Однако согласно ГОСТ 31913-2022 этому определению соответствуют и другие волокнистые теплоизоляционные материалы.
Шлаковая вата производится из отходов металлургии, в основном из расплава доменного шлака. Она имеет теплопроводность 0,46-0,48 Вт/(м•K) и также относится к негорючим материалам, но склонна к ухудшению теплоизоляционных показателей при высоких температурах. Поэтому подходит не для всех климатических зон. Шлаковата имеет повышенную гигроскопичность и не используется в сырых помещениях. Материал исключает появление насекомых и грызунов, востребован при утеплении сухих поверхностей и конструкций в нежилых зданиях и временных сооружениях. Чтобы избежать вреда здоровью, все работы проводятся в респираторе и защитной одежде.
Стекловату получают путем расплавления песка, известняка, доломита и стеклянного боя. Она имеет повышенную огнестойкость, относится к негорючим материалам и не способствует распространению огня при возгораниях. Материал хорошо пропускает воздух, устойчив к вибрациям и благодаря упругости легко принимает нужную форму.
Стекловата дешевле базальтового утеплителя, имеет теплопроводность 0,030 до 0,052 Вт/(м•К) и сохраняет эксплуатационные свойства в условиях низких температур. Однако она имеет усадку до 80% и со временем деформируется, прослужит не дольше 5-10 лет. Материал сильно впитывает влагу, что ухудшает его теплоизолирующие свойства. Стекловату применяют для внутренних работ, в основном некапитальных и нежилых построек. Монтаж должен выполняться с применением средств индивидуальной защиты.