Теплоизоляционные перлитовые штукатурки

При строительстве зданий в районах с холодным климатом особое внимание уделяется процедуре утепления стен с целью:

– обеспечения нормальных условий микроклимата;

– уменьшения теплопотерь через наружное ограждение;

– снижения затрат на тепловую энергию для отопления здания в зимний период времени.

Для удовлетворения этих требований проектируются и возводятся здания в основном с многослойными ограждающими конструкциями [1]. Положительных сторон у многослойных ограждающих конструкций множество. Одна из них – меньшее количество потерь тепла через их толщу, чем у панельных стен или стен из силикатного кирпича. Почти все ограждающие конструкции, точнее наружные стены, проектируются из современных материалов с использованием лучших утеплительных материалов и конструкций. Но возьмем, к примеру, ту же повсеместно возводимую многослойную ог- раждающую конструкцию, состоящую из основания в виде газобетонных блоков, утепления в виде минераловатных плит и отделки цементно-песчаным раствором или отделочным кирпичом, который необходимо наносить на специальный адгезивный раствор [2]. Сочетание газобетона и минераловатных плит дает гораздо меньше теплопотерь, чем ограждения из панелей, к примеру, но мало кто берет во внимание отделку: тот же цементно-песчаный раствор имеет большую плотность, что негативно сказывается на теплопотерях, и поэтому толщина ограждения увеличивается, ну и к тому же ухудшаются другие свойства конструкции [3].

Но если применить в отделке стен с наружной стороны перлитовую «теплую» штукатурку, на показатель теплопотерь это не повлияет, а даже улучшит его, к тому же прибавит конструкции таких качеств, как звукоизоляция, экологичность, защита от грызунов и грибков, позволит возводить конструкцию во влажном климате [4].

Так как здание облицовывается как снаружи, так и изнутри различными отделочными материа- лами, то дополнительной мерой для улучшения теплоизоляции стен может быть использование перлитовых теплоизоляционных штукатурок. В статье рассмотрим все виды данных штукатурок, их технические характеристики, достоинства и все возможные методы применения этого материала помимо теплоизоляции [5, 6].

Материалы и методы

Из нормативной и технической документации касательно перлитовых материалов, а точнее именно перлитовых «теплых» штукатурок, получены данные об их разновидностях, технических характеристиках и методах использования.

Состав перлитовой теплоизоляционной штукатурки

Такие штукатурные смеси используются как облицовка для отделки наружных стен, так и по внутренней грани ограждающей конструкций [7–8].

Состав перлитовой штукатурки в основном трехкомпонентный:

– мелкий заполнитель (перлитовый песок с высокой пористостью);

– минеральное вяжущее вещество (негашеная известь, портландцемент или двух водный гипс);

– химические добавки (полимерные вяжущие), которые вводятся для улучшения пластифицирующих, гидрофобных и воздухововлекающих свойств штукатурной смеси [7, 8].

Технические характеристики перлитовых штукатурок приведены в табл. 1.

В перлитовых теплоизоляционных штукатур-ках используется перлитовый песок вспученный фракцией 0,63 мм. По ГОСТ 10832–2009 «Песок и щебень перлитовые вспученные» данный размер фракций относится к группе ВПС – вспученный песок средний [4], имеющий зерновой состав от 0,16 до 2,5 мм. ВПС имеет марку по насыпной плотности М100, что соответствует насыпной плотности от 75 до 100 кг/м3 включительно. Данная группа перлитового песка ВПС имеет следующие физико-механические характеристики [9]:

• 1.    Теплопроводность при температуре (25 ± 5) °С, не более 0,052 Вт/(м·°С).

• 2.    Прочность при сдавливании в цилиндре не нормируется.

Эксплуатационные и технологические свойства штукатурки:

• –    устойчивость к резким перепадам температуры и атмосферным воздействиям, что делает возможным использование данной штукатурки в качестве наружной отделки стен и в качестве внутренней отделки во влажных помещениях;

• – высокая адгезивная способность;

  – звукоизоляция благодаря содержанию в составе штукатурки высокопористых материалов;

  – низкая теплопроводность;

  – долговечность;

  – высокая пластичность, что позволяет без труда распределять штукатурную смесь по поверхности стены и выравнивать поверхность;

  – экологичность;

  – легкость материала, он не вызывает дополнительную нагрузку на несущие элементы конструкции;

  – негорючесть, не способствует возгоранию и распространению пламени, класс горючести – НГ;

  – паропроницаемость;

  – прочность [10].

Разновидности перлитовых теплоизоляционных штукатурок

Данная штукатурка подразделяется только на три типа по виду используемого вяжущего вещества:

– на цементной основе;

– на гипсовой основе;

– на известковой основе [9].

Перлитовая штукатурка на цементной основе

В качестве вяжущего вещества в составе штукатурной смеси применяется цемент, что повышает стойкость и водонепроницаемость покрытия. Это позволяет использовать ее для отделки наружной поверхности стен зданий, которые эксплуатируются в условиях повышенной влажности [11, 12].

Перлитовая штукатурка на гипсовой основе

Изготавливается на базе гипсового вяжущего вещества. Этот вид штукатурки применяется как в сухих отапливаемых помещениях, так и в помещениях с незначительной влажностью. Вспученный перлитовый песок будет защищать ограждающую конструкцию от появления различных микроорганизмов, таких как грибок. Применение данного вида штукатурной смеси является одним из перспективных направлений

Технические характеристики перлитовых штукатурок

Таблица 1

Технические параметры	Значение параметра
Влажность сухой смести, %, не более	0,1
Максимальная фракция, мм	0,63
Расход воды для образования смеси, л/кг	0,22–0,24
Время жизни, мин	20
Расход смеси, кг/м2 на 1 мм толщины слоя	1,0
Прочность при сжатии через 28 суток, МПа, не менее	15
Адгезия через 28 суток, МПа, не менее	0,5
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·°С)	0,16

Строительные материалы и изделия по улучшению теплозащитных и акустических свойств зданий и сооружений. Применяется для отделки различных поверхностей, таких как: бетон, кирпич, гипсокартон [8].

Перлитовая штукатурка на известковой основе

Перлитовые штукатурные смеси на основе известкового вяжущего вещества обеспечивают хорошую адгезию с пористыми поверхностями и легко затираются, поэтому их часто применяют для отделки стен из ячеистого бетона и керамики. Эти смеси представляют собой бактерицидный и экологически чистый материал с достаточно хорошим антибактериальным действием.

Для увеличения прочности покрытия в случае необходимости в его состав добавляют портландцемент, а для увеличения пластичности применяют добавку – пластификатор С-3 [12].

Область применения перлитовой теплоизоляционной штукатурки

Являясь отличным теплоизоляционным материалом, широко используется во многих строительных процессах, таких как:

– отделки фасада, требующего дополнительных мер по теплоизоляции;

– теплоизоляция и звукоизоляция стен как внутренних, так и наружных;

– утепление откосов окон, проемов дверей, поскольку в этих местах присутствуют мостики холода, а также утепление перекрытий [12, 13].

Достоинства перлитовой теплоизоляционной штукатурки

Благодаря своему составу и легкости в нанесении на вертикальную поверхность перлитовая штукатурка имеет ряд достоинств:

• –    не требует применения арматурных сеток;

• –    смеси можно наносить на необработанные и неровные поверхности;

• –    на затвердевшем покрытии из перлитовой штукатурки не образуются мостики холода;

  – штукатурка исключает проникновение насекомых и грызунов [14, 15].

Результаты исследования

В результате проведенных теоретических исследований выявлены многочисленные отличия и преимущества перлитовых теплоизоляционных штукатурок над другими видами отделочных материалов, таких как простой цементно-песчаный раствор, используемый повсеместно, либо отделочный керамический кирпич. Данные исследования и сравнительные характеристики приведены в табл. 2.

Таблица 2

Сравнительные характеристики отделочных материалов

Особенности материала/ технические характеристики	Вид отделочного материала
	Перлитовая штукатурка	Цементно-песчаный раствор	Отделочный керамический кирпич
Показатель	Значение показателя
Класс горючести	НГ	НГ	НГ
Плотность, кг/м3	500–550	1600–1800	1000–1500
Теплопроводность, Вт/(м·°С)	0,13	0,9–1,2	0,4–0,7
Морозостойкость, циклов	Не менее 75 циклов (F75)	Не менее 100 циклов (F100)	35–75 циклов
Влагопоглощение, %	До 20 %	5–6 %	9–14 %
Паропроницаемость, мг/(м·ч·Па)	0,035	0,09	0,17
Прочность при сжатии, МПа	Не менее 3,0	До 30	1,5
Прочность при изгибе, МПа	Не менее 1,5	–	1,4
Температура эксплуатации готового покрытия, °С	От –50 до +70 °С	От –50 до +70 °С	Допускаемая до 700
Возможность использования во влажных помещениях	Допускается	Не допускается	Не допускается
Возможность использования в помещениях с использованием химикатов	Допускается	Допускается	Да, стоек к агрессивным средам
Защита от грызунов	Да	Нет	Нет
Защита от бактерий/грибка	Да	Нет	Нет
Экологичность	Да	Нет	Да
Легкость конструкции	Легкая	Тяжелый	Тяжелая
Адгезивная способность, МПа/класс	0,4 МПа/ класс КП II. Высоко адгезивные, не требуют дополнительных растворов, повышающих адгезию между основанием и самим материалом	0,6 МПа при наличии адгезионного слоя с добавкой. Необходим адгезивный состав для крепления материала к основанию	0 МПа. Необходим адгезивный состав для крепления материала к основанию

Таким образом, проанализировав полученные данные, справедливо можем сделать вывод о том, что перлитовые теплоизоляционные штукатурки в качестве наружного отделочного материала превосходят остальные по своим теплотехническим свойствам, то есть имеют наименьший коэффициент теплопроводности и паропроницаемости и малую плотность, что обеспечит наименьшие теплопотери всей конструкции в целом и конкретно отдельного слоя. Помимо этого, они не утяжеляют конструкцию, так как имеют малый вес и плотность, менее трудоемки в возведении, чем другие виды материалов, поскольку обладают хорошей адгезивностью, состав наносится непосредственно на основание и не требует дополнительных адгезивных составов, нежели тот же отделочный кирпич.

Заключение и обсуждение

Применение теплоизоляционных перлитовых штукатурок может быть не только дополнительной мерой для теплоизоляции наружных стен, но и обеспечить увеличение звукоизоляции помещений, использоваться в качестве защитных покрытий от грызунов, грибков и плесени во влажных помещениях, защитить здания от нежелательных мостиков холода. При этом материал является экологически чистым, негорючим и не поддерживающим возгорание, он легок сам по себе, что не влияет на изменение несущей способности здания, и легок в возведении, не требует применения дополнительных смесей для подготовки поверхности к отделке, поскольку обладает достаточной адгезией.