Плотность шлака для утепления

Шлак как утеплитель потолка отлично подойдет как для жилых, так и нежилых помещений. Утепление дома — важнейший этап его строительства и благоустройства, так как от качества проделанной работы и использованного сырья зависит теплоизоляция всего помещения. Неверно проделанная работа по утеплению помещений может спровоцировать появление сырости, плесени, а также грозит потерей тепловых ресурсов .

Для этого можно использовать различные виды материалов, но наиболее дешевым и эффективным вариантом является утепление потолка шлаком. Применение данного вида сырья существенно снизит затраты на строительство и теплоизоляцию дома. Чем выше теплостойкость сырья, используемого для утепления помещения, тем ниже в дальнейшем затраты на его отопление.

Через потолок теряется около 15% всего объема тепла. Если выражать эту потерю в градусах Цельсия, она составит 2-3º, которые необходимы для создания комфортных условий в помещении. Теплый воздух всегда скапливается в верхней части помещения, и если он не встречает преграды в виде утепленного потолка, то поступает наружу.

Утепление потолка в частном доме или в любом промышленном помещении — процесс трудоемкий, но достаточно простой. Для хорошего результата необходимо соблюдать инструкции и качественно выполнять работы на всех этапах.

Для того чтобы качественно утеплить потолок шлаком, следует придерживаться некоторых рекомендаций:

высота слоя теплоизоляционного материала должна зависеть от нагрузки, которая в дальнейшем будет воздействовать на потолок;
использование потолка помещения будет возможно лишь после отвердевания бетонного слоя.

Топливный шлак представляет собой сыпучий вид сырья. Его активно применяют с целью утепления деревянных полов и потолков в частных домах и квартирах. В процессе выбора топливного шлака необходимо особое внимание уделить его качеству. Качество данного сырья зависит от доли различных примесей в его составе. Чем их меньше, тем выше теплостойкость материала.

Любые примеси, такие как зола или несгоревший уголь, обладают высокой теплопроводностью, что н егативно сказывается на термоизоляции утепляемой поверхности . Топливный шлак хорошего качества снижает теплопотери в помещении, существенно уменьшает уровень шумов. Таким образом, с помощью этого материала можно комплексно решить несколько задач:

осуществить шумо — и термоизоляцию;
сделать более ровным напольное основание;
шлакобетон может заменить кирпич при выполнении строительных работ.

Виды шлакового утеплителя

Выбор утеплителя для того или иного помещения зависит от нескольких параметров — цены, свойств сырья, доступности в применении, срока эксплуатации и безопасности. В строительной отрасли применяются следующие виды шлака как утеплителя:

топливный;
каменноугольный;
металлургический;
доменный.

Для утепления потолка помещений как жилого, так и промышленного типа чаще всего применяют топливный вид шлака. Он представляет собой очаговые остатки, образованные после сгорания твердого вида топлива в топках котлов, а также содержит частички золы, сплавленные в отдельные куски.
Такой шлак применяется строителями для получения шлакопортландцемента. Минеральная вата, шлаковая пемза и шлаковое литье производятся из расплавов данного сырья.

Каменноугольный шлак — материал, который смешивают с вяжущим веществом с целью получения прочного и надежного шлакобетона. Он имеет хорошие теплоизоляционные характеристики и в несколько раз дешевле кирпича, но по качеству ему не уступает. Шлакобетон не содержит примесей песка, золы и глины, благодаря чему достигаются отличные термоизоляционные качества. Крупнозернистый шлакобетон используют для утепления стен снаружи здания, а мелкозернистые — для термоизоляции пола и внутренних стен дома.

Металлургический шлак производится из никелевых и медеплавильных составов. Такое сырье нередко используется для термоизоляции пола.

Доменный вид шлака — материал, который остается после выплавки различных чугунных изделий. Его используют при производстве портландцемента, что помогает повысить эксплуатационные качества раствора. Состав доменного шлака напоминает цементную смесь.

Плюсы и минусы шлакового утеплителя

Шлак — прочный и недорогой утеплитель, который используется в комплексе с другими материалами при выполнении строительных работ. Утепление таким сырьем часто применяется в деревянных домах, что обеспечивает не только хорошую теплоизоляцию, но и шумоизоляцию. Он не страдает от влияния грызунов и насекомых.

Топливный вид шлака — рыхлый материал, что обеспечивает высокую степень теплоизоляции. Он обладает бактерицидными свойствами и не гниет со временем. Но у данного вида утеплителя есть и большой недостаток — его неровная поверхность, в связи с чем возникают некоторые трудности при его установке . Кроме того, промышленный вид шлака категорически запрещено использовать в помещениях жилого типа, так как он выделяет вещества, опасные для здоровья человека.

Технология утепления шлаком

Подготовка помещения чердака.
Монтаж пароизоляционного материала на потолок со стороны чердачного помещения.
Обработка пароизоляционного материала раствором глины.
Утепление потолка. Засыпка шлака происходит слоем от 15 до 20 см.
Устройство бетонной стяжки. Толщина стяжки составляет от 2 до 3 см.
Монтаж досок сверху бетонной стяжки после ее полного высыхания.

Утепление шлаком потолка бани и его стен нередко применяется на практике.

Утепление шлаком деревянных или бетонных полов отличается простотой технологии монтажа, дешевизной и неприхотливостью в эксплуатации. Наличие нескольких его видов, предоставляет возможность подобрать оптимальный состав по свойствам, обеспечив оптимальный уровень теплоизоляции. Выгодно ли утеплять полы шлаком?

Характеристики и свойства шлака как утеплителя

Шлаки представляют собой силикаты, которые были получены в качестве побочных продуктов в результате переплавки сырья, металлов, промежуточных продуктов, очистки и восстановления руды. В их составе основные, кислотные или нейтральные оксиды кремния, алюминия, цинка, кальция, магния или железа.

Основные характеристики шлака следующие:

плотность от 300 до 1000 кг/м 3 , в зависимости от присутствующих в составе компонент;
удельный вес от 2,56 до 3,65 г/м 3 ;
размеры гранул от 0,7 до 20 мм;
температура плавления до +1500 0 С;
прочность на сжатие до 150 МПа;
коэффициент теплопроводности от 0,0326 до 0,05 Вт/м·К.

Шлак имеет повышенную влагостойкость

Утепление потолка шлаком выгодно благодаря его отличным эксплуатационным свойствам:

стойкость к резким перепадам температур;
натуральный состав, при эксплуатации не выделяются токсичные вещества;
химическая и биологическая стойкость;
отсутствие усадки, а также деформаций и разрушения под действием внешних нагрузок;
повышенная влагостойкость.

Преимущества и недостатки утепления шлаком

Использовать шлак для утепления пола выгодно благодаря следующим его преимуществам:

обеспечивается оптимальный воздухообмен в уложенном слое за счёт наличия небольших зазоров между гранулами;
возможность эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью и температурой;
простая технология укладки;
низкая стоимость материала;
не подверженность воздействию грызунов, появлению плесени и грибка;
минимальные требования к ровности утепляемого основания;
широкий выбор размеров зёрен;
минимум инструментов для укладки утеплителя.

Однако, у данного материала для теплоизоляции есть и недостатки:

высокая плотность шлака для утепления предъявляет высокие требования к прочности несущих конструкций, включая и фундамент объекта по причине высоких нагрузок;
относительно невысокая эффективность изоляции, по сравнению с аналогичными материалами с аналогичным коэффициентом теплопроводности, толщиной слоя и массы;
поверхности гранул неровные, вследствие чего сложно обеспечить равномерность изоляции;
некоторые компоненты могут быть подвержены ржавлению или накоплению влаги.

Разновидности шлака

Утепление крыши шлаком возможно выполнить с использованием одного из следующих типов данного материала:

топливный;
каменноугольный;
металлургический;
доменный.

Топливный

Топливный шлак представляет собой сыпучий материал на основе рыхлых силикатных масс. Его получают при сгорании каменного угля в виде фракций или пыли слоевым или камерным способом. Первый тип шлака имеет неоднородную структуру, а второй – тонкопористую однородную.

Содержание золы в единице объёма может достигать 40%, что говорит об относительно невысокой прочности материала. Кроме того, в его составе могут присутствовать остатки несгоревшего топлива, которые ухудшают теплоизоляционные свойства.

Топливный шлак

Топливный шлак пористый, поэтому способен накапливать влагу, что требует применения при монтаже использования качественной гидроизоляции.

Основными преимуществами данного вида шлаков являются:

высокий уровень звукоизоляции;
возможность получения ровного основания под укладку напольного покрытия.

Каменноугольный

Каменноугольный шлак образуется в результате сжигания угля и протекании высокотемпературных реакций с неорганическими компонентами, входящих в его состав. Отличается высокой прочностью, так как содержание золы составляет до 4%. Количество несгоревшего топлива составляет до 20%, в зависимости от способа сжигания и химического состава.

Особенностями каменноугольных шлаков являются:

объёмная часть кристаллической фазы до 80%;
типы оксидов в гранулах: алюминиевые, кремниевые, кальциевые;
по химсоставу бывают сверхкислыми, основными и кислыми.

Металлургический

Металлургические шлаки получаются при плавлении никелевых и медных составов. Они не распадаются, не подвержены ржавлению, обладают высоким пределом прочности на разрыв – до 300 МПа. Основное их применение – волокна для минваты.

Металлургический шлак

Обладают стойкостью к химическим воздействиям, шумоизоляционными свойствами, низкой пористостью и влагопоглощением.

Доменный

Доменный шлак является побочным продуктом выплавки в доменных печах чугуна из железосодержащих руд. При расплавлении он всплывает над чугуном, что упрощает его отделение от основной массы. Свойства зависят от состава руды, используемого топлива, технологического процесса выплавки и скорости остывания.

Основные требования и критерии выбора

При выборе шлака необходимо обращать внимание на следующие характеристики:

теплопроводность, отвечающая за эффективность утепления пола, позволяющая подобрать оптимальный способ и плотность укладки;
предельный уровень влагопоглощения, чем он меньше, тем ниже требования к качеству гидроизоляции;
звукоизоляционные свойства, позволяющие отказаться от укладки дополнительного изолирующего слоя;
температуру спекания, при которой шлак начинает терять свойства утеплителя;
огнестойкость материала;
отсутствие токсичных компонент в составе;
стойкость к биологическим воздействиям;
наличие гладких и острых частей на фракциях утеплителя, влияющих на сложность укладки.

Соответственно, основными критериями для выбора утеплителя являются его возможность эксплуатации в конкретных технических условиях и срок службы. Кроме того, стоит принимать во внимание и размер фракций, от которых зависит простота укладки, равномерность характеристик слоя, прочностные свойства, объёмная часть воздушного пространства.

Технология термоизоляции пола

Утепление потолочных перекрытий и полов имеет относительно простую технологию, которая реализуется в такой последовательности:

Подбор необходимых инструментов.
Расчёт количества материала в зависимости от требований к уровню теплоизоляции.
Подготовка помещения к монтажным работам.
Монтаж пароизоляции с обработкой глиняным раствором.
Засыпка шлака.
Укладка бетонной стяжки.
Монтаж обшивки и декоративного покрытия.

Подготовительный этап

На подготовительном этапе потребуется подобрать необходимые инструменты, материалы, очистить поверхность, проверить её прочность и несущие способности. Это позволит выполнить монтаж не только быстро, а и обеспечить максимальный срок для эксплуатации изоляционного слоя.

Список необходимых инструментов:

рулетка;
уровень;
лопата;
маркер;
ножовка;
ёмкости или носилки для переноски и засыпки шлака;
ёмкость для связующего раствора;
гвозди и молоток или саморезы и шуруповёрт.

Потребуются такие материалы:

шлак;
гидроизоляционная плёнка или рубероид;
деревянные или стальные рейки;
антисептик.

Для утепления шлаком понадобится рубероид

Монтаж на деревянное основание

Утепление деревянных полов с использованием шлака выполняется так:

Аккуратно демонтируем деревянную обшивку пола.
Все деревянные несущие конструкции обрабатываем морилкой или антисептиками.
Разравниваем грунт под полами, при необходимости досыпаем песка и щебня и обязательно выполняем трамбовку. Важно, чтобы расстояние от грунта до пола было не менее 32 см.
Поверх грунта укладывается гидроизоляционный слой внахлёст на расстояние 15-20 см. При укладке захватываются стены на высоту выше уровня отделки на 10-15 см. Стыковочные швы проклеиваются специальным скотчем, если применялась плёнка, либо прогреваются и герметизируются на мастику, если использовался рубероид.
Выравниваем положение лаг так, чтобы их поверхности образовывали единую плоскость.
Насыпаем шлак в промежуток между лагами. При этом добиваемся наиболее плотной укладки и ровной поверхности путём разравнивания. Расстояние от слоя утеплителя до деревянной обшивки пола должно быть 4-5 мм.
Укладываем пароизоляционный слой поверх лаг и утеплителя внахлёст на расстояние 15-20 см и проклеиванием стыков специальным скотчем.
По лагам выполняем обшивку пола. Применяем доски или плотные листы фанеры.

Утепление крыши с использованием теплоизоляционных материалов насыпного типа, шлака, выполняется аналогично монтажу на деревянное основание, но пароизоляция укладывается со стороны помещения, а гидроизоляция – со стороны чердака. Зазор между утеплителем и обшивкой не оставляется.

Монтаж на бетонное основание

Укладка утеплителя на бетонные полы выполняется следующим образом:

Поверхность тщательно очищаем от грязи и мусора. При наличии трещин или повреждений выполняем ремонт, а при недостаточной прочности – демонтируем и заливаем полы заново.
Обрабатываем поверхность антисептиками.
Укладываем пароизоляционную плёнку внахлёст на 15-20 см и проклеиванием швов. По периметру заводим её на стены на высоту выше уровня полов на 20 см.
Засыпаем шлак ровным слоем на всю поверхность. Стараемся сделать слой максимально плотным. От плотности шлака зависит прочность чистовых полов, поэтому при наличии отходов (гранул с посторонними включениями) стараемся от них избавиться.
Укладываем армирующую решётку с толщиной прутьев 3-4 мм, размером ячеек 5-10 см.
Заливаем чистовой пол и укладываем напольное покрытие.

Доменные шлаки – основной ресурс для строительной промышленности

После выплавки чугуна получают доменный шлак, который широко используется в строительстве. Он является основным ингредиентом для получения портландцемента. Шлак в качестве добавки повышает эксплуатационные качества цемента. Расплав образуется под действием высокой температуры из таких материалов, как руда, под воздействием газовой среды и топлива. Состав доменных шлаков характеризуется наличием в них железа, марганца, серы. Важен и химический состав для производства стройматериалов, поэтому доменные шлаки, имеющие состав, похожий на цемент, чаще применяют в строительстве. Сталеплавильный шлак после охлаждения имеет вид кристаллов, не гранулируется. Мартеновский шлак характеризуется плотной консистенцией, прочность достигает 150 МПа, морозостойкий.

Шлаки цветной металлургии в строительстве

Схема утепления пола шлаком.

Широкое применение в строительной отрасли нашли никелевый и медеплавильный шлаки. Они не распадаются, прочностной предел составляет 120-300 МПа. Их используют для производства минеральной ваты.

Доменные шлаки 1 сорта имеют коэффициент, указывающий на его качество, – 1,65, у 2 сорта – 1,45; у 3 сорта – 1,2. Широкое распространение получил шлакокристалл. Этот материал используется в строительстве для покрытия пола, для облицовки здания. При его применении полы в частных домах имеют хорошее качество, улучшается срок их эксплуатации, уменьшаются затраты, необходимые для теплоизоляции.

Основные требования к утеплителям в строительстве

При строительстве частного дома большое внимание уделяется вопросам сохранности тепла в жилом помещении. Чаще всего утепление производится для стен, цокольного пространства или чердака. В кирпичных домах требование по теплоизоляции удовлетворяется стенами толщиной 1 м.

Утеплитель должен соответствовать нескольким основным требованиям. Особое внимание уделяется теплопроводности. При ее низких параметрах тепло дольше сохраняется и уменьшается расход утеплителя. Теплопроводность шлаков составляет ЛШ = 2,3-3,5Вт (мК), немного меньше, чем у металла. Утеплитель должен обладать способностью хорошо впитывать влагу. Гидрофобность шлака имеет средние свойства: материал безопасен и устойчив, имеет плотность 3471 – 3765 кг/ м³. Материал огнестойкий. Температура плавления 150 – 200°C.

Утеплитель должен быть легким. Объемный вес шлака в россыпи составляет 700-1900 кг/ м³, в куске – 700-2900 кг/ м³. Утеплитель необходимо подбирать таким образом, чтобы его можно было легко монтировать, и расходы средств на его приобретение были незначительными.

Нет такого утеплителя, который соответствовал бы всем требованиям. При использовании в перекрытиях шлак с плотностью до 1000 кг/м³ имеет толщину 30 см.

Область применения топливного шлака

Схема утепления потолка каркасного дома.

Утепление пола в кирпичных домах проводится при помощи расплава, засыпаемого под деревянный пол. Особое внимание уделяют качеству: он должен содержать как можно меньше золы и несгоревшего угля. Примеси снижают качество готового заполнителя.

Утепление топливным шлаком применяется в деревянных домах, при этом не только обеспечивается теплоизоляция, но и снижается уровень шума. В современном строительстве шлаком выравнивают покрытие под полом; при помощи блоков из шлакобетона можно заменить дорогой кирпич и значительно удешевить производство. Многие застройщики делают ошибку, применяя как утеплитель свежий шлак, содержащий множество вредных веществ.

Стройматериал из шлака получают после процесса его тщательной обработки. Свежие шлаки складывают в штабеля и выдерживают в течение 2-3 месяцев. Такие выдержанные шлаки предохраняются от разрушения. После выдерживания и поливки дождями он освобождается от извести, соединений серы. Свежий шлак тоже употребляется для приготовления бетонного раствора.

Каменноугольные шлаки в строительстве

Каменноугольные расплавы нашли широкое применение в современном строительстве. Соединение, образующееся между шлаком и вяжущим веществом, называется шлакобетоном. Этот новый вид стройматериала в несколько раз превосходит теплозащитные свойства обыкновенного кирпича. Шлакобетон отличается долговечностью, недорогой.

Топливные расплавы применяются при изготовлении шлакобетонных блоков. Они менее прочны, чем металлургические. При сжигании антрацита образуется самый высокопрочный агломерат. Самые качественные расплавы получаются при сжигании бурого угля. Химический состав образовавшегося сырья предусматривает отсутствие в нем разнообразных примесей в виде глины, золы, несгоревших частиц и земли. В шлаке особое внимание обращают на количественное соотношение между мягкими и более крупными частями. Использование мелкозернистого вещества позволяет получать более легкие бетоны, но они уступают по прочности тяжелым.

Схема утепления цоколя дома.

При строительстве дома для наружных стен соотношение между крупными и мелкими частями должно составлять 4:6. Все внутренние стены создают из мелкозернистого шлака, который обеспечивает их прочность.

Перечень современных материалов, с помощью которых производится утепление, широк, и 90% составляют утеплители из минеральных волокон и пластмасс. Все неорганические материалы изготавливают на основе сырья, имеющего минеральный состав. К этому классу принадлежат шлаки. Металлургические шлаки путем силикатного расплава используют для получения минеральной ваты.

В качестве утеплителя широко используется шлаковая пемза. Она предусматривает использование специального режима охлаждения. Полностью отсутствуют вяжущие свойства.

Утепление пола с использованием шлака

При строительстве дома правильное утепление пола всегда находится в зоне особого внимания застройщика. Весь тепловой поток направляется в жилую часть здания через стены, а также через большую площадь пола. При производстве строительных работ застройщик осуществляет утепление цоколя таким образом, чтобы у основания пола температура была на уровне температуры воздуха в жилой зоне. Допустимы ее колебания в диапазоне около 2°C . Для пола коэффициент усвоения тепла очень низкий. Для настила и последующего утепления пола необходимо подготовить нужные инструменты и материалы:

гвоздодер;
топор;
клещи;
стамеска;
ножовка;
рубероид;
деревянные бруски толщиной 2-3 см;
уровень;
рейки;
правило;
антисептик;
дрель;
молоток;
утеплитель;
гвозди;
карандаш.

Схема монтажа сухой стяжки пола.

При проведении утепления пола работу проводят в 3 этапа: сначала ведутся работы с черновым полом, затем монтируют изоляционный материал, и заканчивается работа чистовым полом. Возможно применение слоя гидроизоляции, укладываемого до процесса создания чернового пола.

Укладка шлака как теплоизоляционного материала производится сверху чернового пола. Утепление предусматривает создание зазора в 15 см от слоя изоляции. К изоляторам необходимо относится со всей ответственностью: они должны иметь высокие показатели, быть прочными, хорошо подвергаться нарезке на необходимую величину.

Поэтапный процесс утепление пола

Предварительно тщательно проверяют плоскость лаг, чтобы определить, насколько они ровные. При необходимости их можно подравнять. Утепление пола должно состоять из нескольких этапов. Утеплитель входит в состав 3-х утепляющих слоев: черновой насыпки, в теплоизоляционный материал и напольное покрытие.

Вначале монтируется сетка для защиты от формирования грызунами своих гнезд. Утеплитель крепится между заранее установленными лагами. После монтажа сетки производится засыпка шлака. Способ утепления также напрямую зависит от того, какой фундамент имеет жилой дом. При столбчатом или ленточном фундаменте процесс утепления начинается с засыпания в подпольную поверхность гранулированного шлака.

Сверху монтируется черновой пол, и снова укладывается утеплитель. Возможна укладка между черновым и верхним полом слоя шлака, который дополнительно сверху обкладывается утеплителем; на черновой пол кроме шлака кладут гидроизоляционный слой.

Схема укладки пола на грунте.

Если дом из бруса с цокольным этажом и необходимо утеплить пол на первом этаже, создается двойной пол. В первую очередь балки устанавливают строго горизонтально, на одинаковом расстоянии друг от друга. По низу балок прибивают бруски размером 50х50 см, берут доски размером 25 – 50 мм (толщина) и обустраивают черновой пол. Эти доски не крепятся к ранее прибитым брускам. Затем устанавливается пароизоляционный слой, и укладывается утеплитель.

В завершении работы настилают напольное покрытие. Все пространство между балками заполняют шлаком. Его заранее готовят для утепления: смешивают необходимое количество с известью, чтобы не было грызунов. Известь берут в количестве 10% от общего объема шлака, предназначенного для утепления. В процессе приготовления необходимо тщательно перемешивать смесь, чтобы образовалась однородное вещество. Между утеплителем в виде шлака и пароизоляционным слоем воздушного зазора нет.

Внутреннее утепление дома с помощью шлака

Все работы по утеплению дома начинают в период внутренней отделки всех жилых помещений. Подшивной потолок в чердачном перекрытии покрывается паробарьером, затем укладывают слой доменного шлака. Слой уложенного утеплителя должен соответствовать по толщине 250 мм минеральной ваты. Сверху слоя теплоизоляции укладывают цементную стяжку толщиной в 30 мм

Для проведения всех необходимых работ готовят следующие инструменты:

Схема утепления крыши дома.

дрель;
молоток;
клей;
гвозди;
клей УПК;
зубило;
шпатель;
ножовка по дереву;
саморезы;
линейка;
карандаш;
ножницы.

Необходимы такие материалы, как:

утеплитель;
бруски;
антисептик;
толь;
пароизоляция;
доски;
анкер;
гвозди (20 мм);
алюминиевая фольга.

В бане часто производят теплоизоляцию при помощи доменного шлака. Для уничтожения канцерогенных свойств его выдерживают около 1 года на открытых площадках. В бревенчатой бане в первую очередь необходимо обшить потолок досками толщиной от 6 см. По накату прокладывают пароизоляцию, которая состоит из алюминиевой фольги. Поверх пароизоляции требуется уложить слой мягкой глины. Следующий этап – укладывают утеплитель. Слой шлака должен быть толщиной не менее 15 см, необходимо контролировать правильность утепления прохода дымовой трубы. Цементно-песчаная стяжка покрывает уложенный слой утеплителя, но, поскольку утеплитель в виде доменного шлака очень плотный, укладывают доски. Возможен иной вариант утепления. Формируется сплошной потолок из доски 2,5, который подшивается к балке 20х20 см, все доски обрабатывают олифой. Балки покрывают досками, имеющими щели. Поверх них наклеивают рубероид или армированную фольгу. Верх «пирога» покрывают утеплителем из шлака толщиной 20 см. Такая конструкция потолка более всего подходит в условиях работы русской бани. Наибольшую эффективность можно достигнуть при слое шлака выше 40 см.

Весь процесс утепления пола и потолка в деревянном доме или бане с применением шлака занимает немного времени, но результат от проделанной работы приятно удивит и порадует, создаст гарантию надежного теплого дома.