Вспученные минеральные теплоизоляционные материалы

К вспученным минеральным теплоизоляционным материалам относятся вспученный вермикулит, вспученный перлит, шунгизит, вспененное (ячеистое) стекло, газобетон и газосиликат. В данном разделе остановимся на трех последних из перечисленных материалов, как в наибольшей степени отвечающих практике современного строительства.

Изделия из вспененного (ячеистого) стекла. Вспененное (ячеистое) стекло представляет собой ячеистый теплоизоляционный материал, получаемый спеканием стеклянного порошка с одновременным вспучиванием его под действием газообразователя.

Пористость обычно применяющегося пеностекла составляет 80-95 %.. Размеры пор - от 0,1 до 2-3 мм.

Вспененное стекло характеризуется наиболее высокой прочностью по сравнению с другими теплоизоляционными материалами. Его прочность на сжатие - 0,5-1,5 МПа. Теплопроводность лежит в диапазоне 0,03-0,10 Вт/м ⁰С

Ячеистое стекло обладает малым водопоглощением и очень низкой гигроскопичностью. Благодаря замкнутопористой структуре выдерживает до 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания. Предельная температура применения современного качественного пеностекла 800-1000 ⁰С. Является негорючим материалом.

Основное применение ячеистого стекла тепловая изоляция ограждающих конструкций и, особенно, устройство кровель.

Газобетон и газосиликат. Газобетон и газосиликат представляют собой ячеистые теплоизоляционные бетоны, плотностью менее 900 кг/м³, получаемые из портландцемента (газобетон) или из смеси извести с молотым кварцевым песком (газосиликат) путем вспучивания предварительно приготовленного шлама (теста) с помощью газообразователей и отвердевания в различных условиях (автоклавная обработка или пропаривание). По способу твердения газобетон бывает автоклавный и неавтоклавный, газосиликат - только автоклавный материал.

Водопоглощение теплоизоляционного газобетона - до 20%, а газосиликата - до 25-30%, поэтому изделия из газосиликата не применяют при относительной влажности окружающей среды более 60% Предельная температура применения обеих разновидностей бетона – 400° С (специальных видов газобетона до 700° С).

Газобетонные и газосиликатные теплоизоляционные изделия в строительстве применяют для утепления стен и бесчердачных кровель промышленных и жилых зданий.

 

Акустические материалы

Акустические материалы так же, как теплоизоляционные, различаются по характеру структуры, виду основного сырья, плотности и др. По назначению они подразделяются на звукопоглощающие и на звукоизоляционные.

Звукопоглощающие материалы. Внутри помещений, где велика площадь открытого кирпича, штукатурки, бетона, кафеля, стекла, металла, всегда слышно долгое эхо. Если в таких помещениях есть несколько источников звука (разговор людей, музыка, производственные шумы), то прямой звук накладывается на его громкие первые отражения, что приводит к неразборчивости речи и повышенному уровню шума в помещении. В большинстве случаев это нежелательно. Так, в залах вокзалов и аэропортах, больших магазинах, вестибюлях метро и других подобных помещениях время послезвучия (эхо), или реверберация, должно быть по возможности минимальным. В залах, специально предназначенных для прослушивания (лекционных, театральных, кино- и концертных), время реверберации должно быть не больше и не меньше заданных пределов. Слишком большое время реверберации приводит к искажению восприятия речи и музыкальных произведений. Наоборот, слишком малое - к "сухости" зала и "несочности" слышимых звуков. Для снижения или коррекции времени реверберации помещений в его отделке применяют звукопоглощающие материалы и конструкции (звукопоглотители).

С акустической точки зрения звукопоглотители могут быть разделены на следующие группы:

- пористые (в т.ч. волокнистые);

- пористые с перфорированными экранами;

- резонансные;

- слоистые конструкции;

- штучные или объемные.

Пористые звукопоглотители изготавливают в виде плит, которые крепятся к ограждающим поверхностям непосредственно или на относе, из легких и пористых минеральных штучных материалов - пемзы, вермикулита, каолина, шлаков и т.п. с цементом или другим вяжущим. Такие материалы достаточно прочны и могут быть использованы для снижения шума в коридорах, фойе, лестничных маршах общественных и промышленных зданий.

В помещениях, где к внешнему виду звукопоглотителей предъявляются повышенные требования, применяют специальным образом обработанные волокнистые материалы. Сырьем для их производства служат древесные волокна, минеральная вата, стеклянная вата, синтетические волокна. Эти изделия также изготавливают в виде плоских плит (потолочные или стеновые панели) или криволинейных и объемных элементов. Поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается пористыми специальными красками, пропускающими воздух, или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами.

В настоящее время волокнистые звукопоглотители являются наиболее употребительными в строительной практике. Они не только оказались наиболее эффективными с акустической точки зрения в широком частотном диапазоне, но и отвечают возросшим требованиям, предъявляемые к дизайну помещений.

В волокнистых поглотителях рассеяние энергии колебания воздуха и превращение ее в тепло происходит на нескольких физических уровнях. Во-первых, вследствие вязкости воздуха, а его очень много в межволоконном пространстве, колебание частиц воздуха внутри поглотителя приводит к трению. Кроме этого, происходит трение воздуха о волокна, поверхность которых также велика. В-третьих, волокна трутся друг о друга и, наконец, происходит рассеяние энергии из-за трения кристаллов самих волокон. Этим объясняется, что на средних и высоких частотах коэффициент звукопоглощения α волокнистых материалов находится в пределах 0,4-1,0.

Напомним, что коэффициент звукопоглощения α равен отношению не отразившейся от поверхности энергии колебаний воздуха (поглощенной или прошедшей внутрь) к полной энергии, падающей на поверхность.

Волокнистые и пористые материалы используют в основном для улучшения акустических качеств в кинотеатрах, театрах, концертных залах, студиях, аудиториях. Они используются также для уменьшения шума в детских садах, школах, больницах, ресторанах, офисах, торговых залах, вестибюлях, залах ожидания, производственных помещениях

Для увеличения звукопоглощения на низких частотах увеличивают толщину пористо-волокнистых материалов или предусматривают воздушный промежуток между поглотителем и отражающей конструкцией.

Волокнистые звукопоглотители без окрасочного или наружного тканевого слоя используют с наружной защитой от механических повреждений, выполненной из перфорированного материала - экрана из металла, дерева, гипсокартона и пр.

Между экраном и волокнистым материалом прокладывают воздухопроницаемый холст для предотвращения эмиссии волокнистых частиц. Конструкции с перфорированным покрытием звукопоглотителя позволяют достигать достаточно большого звукопоглощения в широком диапазоне частот. Частотную характеристику звукопоглощения регулируют подбором материалов, его толщиной, размером, формой, шагом отверстий. Звукопоглотители с металлическим перфорированным экраном хорошо зарекомендовали себя в качестве антивандальных покрытий.

Звукопоглощающие конструкции с большим звукопоглощением в области низких частот изготавливают в виде панелей, состоящих из тонких пластин (дерево, фанера, гипсокартон), закрепленных на раме. Пластины расположены на некотором расстоянии от ограждающих поверхностей. Под действием звуковых волн панели будут колебаться. При совпадении собственных частот панелей и вынуждающих частот звуковых волн будет наблюдаться явление неотражения (поглощения) этих волн. Если при этом между панелями и ограждающими конструкциями разместить эффективные на средних и высоких частотах волокнистые поглотители, то получится широкополосные звукопоглощающие конструкции. Без применения подобных конструкций трудно добиться оптимального времени реверберации в концертных и театральных залах, где применение только эффективных мягких пористых и волокнистых поглотителей приглушает зал на средних и высоких частотах и оставляет его достаточно гулким на низких.

Следует иметь в виду, что в помещениях большого объема эффективность снижения времени реверберации или уровня шума за счет влияния добавочного звукопоглощения уменьшается. В таких помещениях важно использовать еще и форму стен и потолков. Например, применение не плоских, а кессонных потоков и пилястр различной формы или выступов (балконов) на стенах увеличивает звукопоглощение. На низких частотах - за счет формы поверхности, а на средних и высоких - за счет многократности отражений от удаленных участках стен и потолка. Кроме того, сложные формы поверхностей приводит к большей диффузности звукового поля, что благотворно сказывается на акустическом климате в помещениях.

В тех случаях, когда звукопоглощающий материал нельзя применять на ограждающих конструкциях (например, если они светопрозрачны) или их площадь недостаточна для достижения необходимого эффекта, используются подвесные штучные (объемные) звукопоглотители. Чаще всего это плоские плиты из волокнистых материалов, покрытые пористой краской, обтянутые тканями или заключенные в перфорированные листы металла.

В заключение необходимо отметить, что наличие в залах мягких кресел, декораций, занавесей, ковровых дорожек, зрителей увеличивает общее звукопоглощение. Это также надо учитывать при выборе звукопоглощающих материалов для отделки.

Звукоизоляционные материалы и изделия. За последние 10-15 лет уровень шума в жилых многоквартирных домах существенно возрос. Это связано с увеличением числа бытовых источников шума в квартирах, наличием лифтов, насосов, другого инженерного оборудования

Звукоизолирующую функцию в многоквартирных домах выполняют межквартирные стены, межкомнатные перегородки, межэтажные перекрытия. Звукоизоляция наружных стен от уличного шума определяется звукоизоляцией окон. Звукоизоляция перегородок с дверьми определяется звукоизоляцией дверей.

При рассмотрении звукоизоляции стенами и перегородками в данном разделе влияние отверстий и проемов не рассматривается.

Различают звукоизоляцию воздушного шума (шум, непосредственно излученный в воздух, когда источник шума не связан с ограждающими конструкциями механической связью, например, разговор, работа теле- и радиоприемников и т п.) и изоляцию ударного шума. Ударный шум возникает при ударах по междуэтажным перекрытиям при ходьбе, танцах, падении предметов на пол.

Звукоизоляционные материалы и изделия применяют, как правило, в виде прокладок и прослоек в перекрытиях, в наружных и внутренних стенах, подвесных потолках и других частях здания.

Различают звукоизоляционные материалы, находящиеся в свободном состоянии (не сжаты) и в сжатом состоянии. Первые используются для изоляции воздушного шума, а вторые – от ударного.

Материалы для звукоизоляции бывают пористо-волокнистой структуры (на основе стеклянной или минеральной ваты, асбестового или другого волокна), пористо-зубчатой (на основе различных резин или пластмасс) или сыпучие на основе искусственного или естественного происхождения (песок, шлак, керамзит и др.).

К звукоизоляционным материалам относятся главным образом эластичные материалы: маты и рулоны из стеклянного штапельного волокна; плиты и маты полужесткие минераловатные на синтетическом связующем; плиты древесноволокнистые изоляционные; плиты из пенополистирола; плиты фибролитовые на портландцементе; песок речной; шлак доменный или топливный.

Минеральноватные и стекловатные маты и плиты на синтетическом вяжущем имеют плотность в пределах 50-225 кг/м³, относительное сжатие 15-40% при нагрузке 0,02 МПа. Плиты из полистирольного эластифицированного пенопласта имеют плотность 20-35 кг/м³. Древесноволокнистые и фибролитовые плиты на портландцементе применяют в качестве прокладок под полами для изоляции ударного шума в конструкциях перекрытий.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Маклакова Т.Г., Нанасова С.М. Конструкции гражданских зданий. М.: Ассоциация строительных вузов, 2004.

2. НанасоваС.М. Конструкции малоэтажных жилых домов. М: АСВ, 2004.

3. Архитектурные конструкции. Уч. пособие под ред. Казбек - Казиева З.А. – М.: Высшая школа, 1989

4. Бартонь Г.Э., Чернов И.Е. Архитектурные конструкции - М. «Высшая школа», 1986—335с.: пл.

5. Буга П.Г. Гражданские, промышленные и с/х здания. – М.: Высшая школа, 1987 г.

6. Маклакова Т.Г. Архитектура гражданских и промышленных зданий-М.: Стройиздат, 1988

7. Сербинович П.П. Архитектура гражданских и промышленных зданий. Том 2 и З — М.: «Высшая школа», 1967

8. Шерешевский И.А. Конструирование гражданских зданий. – Л.: СИ, 1981.

9. Айрапетов Д.П. Архитектурное материаловедение. – М.: Стройиздат, 1983.

10.Современное здание. Конструкции и материалы. / Коллектив авторов: Батишев А.А., Волков А.В. и др. – М.-С-П6: «Новое», 2004.

11. Горчаков Г.И., Баженов Ю.М. Строительные материалы. – М.:ВШ, 1986.

12. Рыбьев И.А. Строительные материалы. – М.: ВШ, 1988.

13. Домокеев А.Г. Строительные материалы. – М.: ВШ. 1988.

14. Комар А.Г. Строительные материалы. – М.: ВШ. 1988.

15. Попов Л.Н. Лабораторные испытания строительных материалов и изделий. – М.: СИ, 1982.

16. Соловьёв С.П., Динеева Ю.М. Стекло в архитектуре. – М.: СИ, 1982.

17. Гинзбург В.П. Керамика в архитектуре. – М.: СИ, 1983.

18. Викторов А.М. Природный камень в архитектуре. – М.: ВШ, 1983.

19. Лисенко Л.М. Дерево в архитектуре. – М.: ВШ, 1984.

20. Мардер А.П. Металл в архитектуре. – М.: СИ, 1980.

21. Ясиевич В.Е. Бетон и железобетон в архитектуре. – М.: СИ, 1980.

22. Айрапетов Д.П.Пластмассы в архитектуре. – М.: СИ, 1981.

23. Суздальцева А.Я. Бетон в архитектуре ХХ века. – М.: СИ, 1981.

24. Бурмистров Г.И. Материалы для облицовки зданий. – М.: СИ, 1988.

25. Соминский М.Б. Полимерные материалы в отделке зданий. – М.: СИ, 1980.

26. Паганазивили И.Х. Строительные материалы, изделия и конструкции. – М.: ВШ, 1990.

27. Дизайн и евроремонт Вашего дома. – М.: «РОСМЭН», 1998.

28. Кулибаев А.А., Бишимбаев В.К. и др. Строительные материалы. – А, 2005г.

СОДЕРЖАНИЕ

		Стр.
	ПРЕДИСЛОВИЕ ……………………………………………………..
	ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………..
	1. СТРОИТЕЛЬНОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ …………………..
	1.1. Классификация строительных материалов и изделий………
	1.2. Основные свойства строительных материалов ……………….
	1.3. Архитектурные конструкции зданий. …………………………
	2. ФУНДАМЕНТЫ ЗДАНИЙ ………………………………………
	2.1. Классификация и принципы выбора фундаментов ………….
	2.2. Глубина заложения фундаментов …………………………….
	2.3. Гидроизоляция фундаментов …………………………………
	2.4. Конструкции фундаментов для малоэтажных жилых зданий
	2.5. Фундаменты для обычных условий …………………………..
	2.6. Стены подвалов и цоколи ……………………………………..
	2.7. Фундаменты на просадочных грунтах ………………………..
	2.8. Детали фундаментов …………………………………………...
	3. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПОЛОВ ………………………………...…
	3.1. Конструкции полов
	3.2. Ламинированные напольные покрытия ……………………...
	3.3. Эластичные напольные покрытия ……………………………..
	3.4. Специальные покрытия …………………………………………
	3.5. Ворсовые покрытия ……………………………………………..
	3.6. Полы из керамической плитки и керамического гранита …...
	3.7. Полы из природного камня ……………………………………..
	3.8 Другие напольные покрытия ………………………………….
	4. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЙ …………………………….
	4.1. Перекрытия по деревянным балкам …………………………..
	4.2. Перекрытия из полистиролбетона …………………………….
	5. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПОТОЛКОВ …………………………………
	5.1. Материалы для модульных подвесных потолков ……………..
	5.2. Материалы для сплошных, подвесных потолков …………….
	5.3. Натяжные потолки ………………………………………………
	5.4. Подшивные потолки …………………………………………….
	5.5. Клеевые потолки ………………………………………………...
	6. КРЫШИ ………………..................................................................
	6.1. Конструкции крыш……… ……………………………………..
	6.2. Мягкая кровля …………………………………………………
	6.3. Металлическая кровля …………………………………………
	6.4. Кровли из черепицы ……………………………………………
	6.5. Шиферная кровля ………………………………………………
	6.6. Материалы для теплоизоляции ………………………………..
	6.7. Материалы для гидро- и пароизоляции ……………………….
	6.8. Материалы для эксплуатируемых крыш ………………………
	6.9. Материалы для светопропускающих кровель ………………...
	7. СПЕЦИАЛЬНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ………
	7.1. Гидроизоляционные материалы ……………………………
	7.2. Пароизоляционные материалы ……………………………..
	7.3. Теплоизоляционные материалы …………………………….
	7.4. Вспученные минеральные теплоизоляционные материалы …
	7.5. Акустические материалы ………………………………………
	СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………………….
	СОДЕРЖАНИЕ ……………………………………………………..