Tudnivalók a hőszigetelő anyagokról 2. rész

A cikksorozat előző része betekintést nyújtott a hőszigetelő anyagokra jellemző legfontosabb műszaki jellemzőkbe és követelményekbe. A folytatásban lehetőség lesz kicsit jobban belemélyedni a különböző anyagú hőszigetelések egyedi tulajdonságaiba is. Az írás igyekszik elsősorban az építőiparban használt gyakori hőszigetelő anyagokat górcső alá venni, említve a különféle speciális hőszigeteléseket, a teljesség igénye nélkül.

A szálas szerkezetű hőszigetelések

A szálas hőszigetelő anyagoknál a vattaszerűen össze­sűrített elemi szálak közé szorul be a levegő. Leggyakoribb fajtái a kőzetgyapot és az üveggyapot. Hatalmas előnyük, hogy éghetetlen anyagúak, A1 tűzvédelmi besorolással rendelkeznek, valamint jó páraáteresztő képességgel és akusztikai tulajdonságokkal vannak ellátva.

Kőzetgyapot

A kőzetgyapot hőszigetelés fő alapanyaga a bazaltkő, amely vulkanikus tevékenység során keletkezik. A gyártás a kőzetek megolvasztásával kezdődik. Az olvasztókemencében függőlegesen rétegződő, lefelé csúszó kőzet alsó része folyamatosan olvad és lávaként folyik ki a kettősfalú, vízhűtésű kúpolókemece oldalán. A megolvadt kő, a láva 1400-1500 ºC hőmérsékletű, melyből különleges eljárással vékony kőzetszálak képződnek. A keletkezett ásványi szálak összegyűjtése és terítése után táblás formába való tömbösítése történik, speciális, hőre keményedő kötőanyag segítségével.  Az edzőkemencében polimerizálódó kötőanyag tartósan rögzíti az ásványi szálakat, megadva a kőzetgyapot-szigetelés végső alakját és tulajdonságait.

 A kőzetgyapot-lemezek testsűrűsége ~30-170 kg/m3 között mozog, hővezetési tényezője 0,035-0,040 W/mK.

Üveggyapot

Az üveggyapotot rendszerint üvegipari nyersanyag keve­rékéből készítik. Az 5-7 mikron átmérőjű üvegszálakat hőre keményedő gyanta kötőanyaggal permetezik be, majd a polimerizációs kemencében a szálhalmazt a terméktípus sze­rinti, kívánt testsűrűségnek megfelelő vastagságúra nyom­ják össze, majd hőkezeléssel a kötőanyagot kikeményítik. Könnyű, paplanszerű kiszerelésben kapható, így főleg tetőtérben, könnyű válaszfalak hangszigetelő-betétjeként alkalmazzák.

Hővezetési tényezője ~0,032-0,039 W/mK között mozog.

Műanyag hőszigetelések

Az üreges szerkezetű műanyag habokat különböző eljárásokkal, pórusképző gázok, vagy töltőgázok felhasználásával állítják elő. A habokat a nyitott vagy zárt cellák közé beszorított levegő teszi jó hőszigetelő anyaggá.

EPS (expandált polisztirol)

Az expandált polisztirolhab (röviden: EPS) alapanyaga hőre lágyuló polimerizált sztirol, ami habosító anyagot és égéskésleltető adalékot tartalmaz. A túlnyomórészt levegőből álló (98%) anyag kiváló hőszigetelő képességet mutat, jól alakítható, egészségre, környezetre nem veszélyes. Az egyik legelterjedtebb hőszigetelő. Gyártása során a polisztirol gyöngyök gőzölés hatására megpuhulnak és a bennük lévő hajtógáz a hőmérséklet-növekedésnek köszönhetően felfújja azokat. A gyöngyök felülete lehűlés közben megkeményedik, a hajtóanyag pedig összehúzódik, a kemény héjú gömbbe levegő diffundál. Ezután kerül sor a tömbösítésre. A gömböket zárt, több méter magas téglatest formában újabb gőzölésnek teszik ki. A szemcsék összepréselődnek, kötőanyag nélkül homogén tömbbé állnak össze. A kész tömböket elektromosan fűtött, fémszállal vágják méretre.

Hővezetési tényezője 0,030-0,040 W/mK, testsűrűsége 12-40 kg/m3 között van.

Extrudált polisztirolhab (XPS)

Az extrudált polisztirolhab polisztirolgyöngy (GPPS) alapanyagból extrúziós eljárással, habosítógáz segítségével gyártott hőszigetelő anyag. Nagyrészben szén-dioxid habosító gáz segítségével a polisztirol alapanyagot könnyű, zárt cellaszerkezetű, víz- és fagyálló, nagy nyomószilárdságú homogén lemezekké habosítják. 

Hővezetési tényezője 0,033-0,035 W/mK, testsűrűsége ~30-45 kg/m3 között van.

Poliuretán keményhab lemez (PIR)

A PIR keménytáblás hőszigetelés egyedi összetevője gyűrűs szerkezetű poliizocianurát molekula. Magas hőszigetelési képességét a cellaszerkezetbe zárt pentán gáz adja. Habosítás közben a poliuretán hab jól tapad a papírhoz, kerámiához, fához, ezért szendvicsszer­kezetek gyártására ragasztóanyag nélkül is felhasználható. Az EPS-hez hasonlóan kis testsűrűségéhez (30-40 kg/m3 közötti) viszonylag nagy (kb. 100 kPa) nyomószilárdsággal rendelkezik.

Hővezetési tényezője igen jó, kb.  0,022 –0,027 W/mK.

Újrahasznosított anyagok – Habüveg

Az üveget az előkészítés során finomra őrlik, majd alapo­san összekeverik a pórusképző anyaggal és a granulálási segédanyagokkal. Ezután a keveréket hőálló sablonban, kb. 830-860°C-os hőmérsékletre hevítik. Ennek hatására pórusképző gáz termelődik A gázkép­ződés hatására az üveg megduzzad, 12-15-szörösére növeli térfogatát. Nyomószilárdsága kimagasló, 1000-1500 kPa között mozog, tűzvédelmi besorolása A1. Agyagszerkezetéből adódóan teljesen párazáró és fagyálló.

Testsűrűsége 125-135 kg/m3. A hővezetési tényező 0,036 – 0,048 W/mK között mozog.

Hi-tech hőszigetelő anyagok – (vákuumpanel, aerogél)

Mindenképpen érdemes említést tennünk a legújabb fejlesztésű hőszigetésekről is, mint a vákuumpanel, vagy az aerogél. Ezen termékek közös jellemzője, hogy kimagaslóan nagy hőszigetelő értékkel rendelkeznek (0,007 – 0,014 W/mK).

Felhasználási területeik főleg speciális területekre korlátozottak (teraszok, erkélyek, ablakbeépítések, hőhidak), ahol kis helyen szükséges alkalmazni hőhídmentesítés céljából. Egyedi méretben kaphatóak, ennélfogva rendkívül drágák, valamint mechanikai ellenálló képességük is korlátolt.

Természetes alapanyagú, környezetbarát hőszigetelések (szalma, cellulóz, fagyapot stb.)

A hőszigetelő anyagok esetében ökológiai szempontból a legfontosabb szerepet az előállítás és az ártalmatlanítás területe játssza. E téren a mesterséges szigetelőanyagok jelentős hátránnyal küzdenek a környezetbarát anyagokkal szemben. A természetes alapanyagú hőszigetelések előállítása minimális átalakítást és energiaráfordítást igényel, viszont ezeknek is megvannak a hátrányai. Problémát okoznak például a monokultúrák és a növényvédő szerek, amelyek a tömegtermelést jellemzik (pl. a gyapot, szalma és len esetében). A többi hőszigeteléshez képest kevésbé hatékonyak, (0,04 – 0,06 W/mK), valamint tűzvédelmi okokból valamennyi természetközeli szigetelőanyag mintegy 20%-nyi impregnáló-anyaggal van átitatva, ezért ezek ártalmatlanítása is körülményessé válhat.

A cikksorozat a műanyag hőszigetelések összehasonlításával folytatódik, mely körüljárja azok jellemző tulajdonságait és műszaki paramétereit.

Forrás: https://ravagobuildingsolutions.com/hu/hu/
Képek forrása: https://ravagobuildingsolutions.com/hu/hu/ és www.pixabay.com