Утепление газосиликата: Утепление газосиликатных блоков, чем утеплять стены дома?

Автор

Содержание

Утепление газосиликатных блоков, чем утеплять стены дома?

Газосиликат - это вспененный материал с пористой структурой, который получается в результате соединения в автоклавной печи белой извести, кварцевого песка, воды и алюминиевой пудры. В России, в отличие от Европы, массовое строительство блочных газосиликатных домов началось недавно. Утеплять такое здание или обойтись отделкой стен защитными покрытиями, зависит от климатической зоны, толщины материала и специфики строительства.

Нужно ли утеплять газосиликатные блоки?

Газосиликатный материал — неплохой теплоизолятор. Воздушные слои, которые задерживаются в его порах, препятствуют проникновению холодных потоков воздуха в дом. При качественном монтаже на специальный клей блоки максимально плотно прилегают друг к другу. Клеевой слой очень тонок, поэтому площадь суммарная всех мостиков холода будет невелика.

Если в процессе монтажа газосиликатных блоков вместо специального клея использовался цементный раствор, то в швах будут тепловые потери. Такие постройки требуют дополнительного утепления. В нем нуждаются дома, построенные из газосиликатных блоков плотностью менее 400-500 кг/куб.м (в зависимости от климатической зоны, в которой находится коттедж).

Специфика утепления газосиликатных блоков

Газосиликатные блоки хорошо держат тепло, не боятся температурных перепадов, но обладают высокой гигроскопичностью. Теплоизоляционный материал, который будет использован, должен быть защищен от негативных воздействий внешней среды.

Утеплять стены из газосиликатных блоков рекомендуется снаружи. Тем самым экономится полезная площадь помещений. Точка росы смещается в глубину материала, и пористые блоки не промерзают.

Если утепление газосиликатных блоков выполнено неправильно, то на поверхности стен осядет излишняя влага, что приведет к быстрому разрушению домовой конструкции. Грамотное устройство обеспечивает серьезную экономию на отоплении. Специалисты компании "Проект" выполнят профессиональное утепление дома из газосиликатных блоков в Москве и Подмосковье по невысокой цене.

Чем утеплять газосиликатные блоки?

Эксперты не особо рекомендуют утеплять дома пенопластом (хотя этот способ практикуется), поскольку газосиликатные материалы легко впитывает воду, а пенопласт паронепроницаем. В холодное время года внутри конструкции может сконденсироваться влага, которая замерзнет при сильном морозе, что будет способствовать разрушению. Для предотвращения увлажнения внутренних стен при утеплении пенопластом, используются паронепроницаемые штукатурки и обои, специальные латексные грунтовки. Вместо обычного пенопласта лучше использовать экструдированный пенопласт (пенополистирол).

Качественное утепление газосиликатных блоков производится с помощью минеральной ваты. Минеральная вата — это экологически безопасный и негорючий материал, который идеально подходит для жилого здания. Лучше использовать уплотненные минераловатные плиты.

Утепление дома из газосиликатных блоков

Утепление дома начинается с укрепления на стенах металлической армирующей сетки для теплоизолятора. Монтаж производится с помощью специального клея и особых дюбелей, оснащенных широкими шляпками. Для фасадной отделки газосиликатных блоков можно использовать специальные морозостойкие штукатурки.

Минераловатное утепление стен из газосиликатных блоков, где в качестве облицовочного материала используется кладка в пол-кирпича, будет надежным, долговечным и экологически безопасным. Между кладкой и газосиликатной стеной утраивается специальный вентиляционный зазор в несколько сантиметров толщиной. Доверьте все работы профессионалам компании "Проект", которые досконально знают все тонкости этой работы.

Чем лучше утеплить дом из газосиликата снаружи: материалы и технология утепления

Содержание статьи:

Популярность домов из газосиликатных блоков объясняется их высокими эксплуатационными характеристиками: низкой ценой, большим объемом блоков и скоростью возведения. Для повышения защитных свойств строений из газосиликата требуется утепление и гидроизоляция с внешней стороны. При отделке блоков кирпичом изоляционные материалы укладываются между газосиликатным и кирпичным слоем.Рассмотрим, чем лучше утеплить дом из газосиликата снаружи, какими теплоизоляционными материалами и как.

Наружная теплоизоляция дома

Газосиликат – пористый строительный материал, получаемый из кварцевого песка, белой извести, алюминиевой пудры и воды.  Пористая структура образуется за счет технологии вспенивания материала. Пористость – параметр, который делает его инертным к воздействию внешних температур. Воздушные слои, задерживающиеся в порах, препятствуют проникновению холодного воздуха в помещение.

В правильно утепленном доме сохраняется более 50% тепла, теряемого, если он не утеплен или теплоизоляция уложена с нарушением технологии

В каких случаях необходимо утепление

Газосиликатные материалы сами по себе обладают хорошими теплоизоляционными свойствами. Учитывая это обстоятельство, возникает вопрос: надо ли утеплять дом из газосиликатных блоков? В соответствии с действующими стандартами, при определенных условиях, это является насущной необходимостью. Утепление понадобится тогда, когда стены сложены из блоков толщиной не более 300 мм. При толщине кладки400 – 500 мм и более теплоизоляция не понадобится.

Для блоков толщиной 300 мм и менее потребуется прокладка теплоизоляционного слоя

Следует учесть еще одно обстоятельство. Если монтаж выполняется на специальный клей, обеспечивается плотное прилегание блоков, при котором суммарная площадь мостиков холода значительно сокращается. При использовании цементного раствора вместо клея швы будут неплотными, пропускающими тепло наружу и холод в середину здания. Для таких построек потребуется утепление. Необходимость в теплоизоляции зависит также от климатической зоны.

Специфика утепления стен из газосиликата

Утепление дома из газосиликатных блоков выполняется снаружи. Блоки держат тепло, не боятся перепадов температур, но характеризуются высокой гигроскопичностью. Поэтому утеплитель должен иметь защиту от негативного воздействия внешней среды. При наружном утеплении экономится площадь внутри помещений.

За счет смещения точки росы в глубину материала пористые блоки не промерзают. Если работы проводятся с нарушением технологии, на стенах будет оседать разрушающая строение влага. При грамотном обустройстве теплоизоляции можно существенно сэкономить на отоплении.

При выборе технологии утепления учитываются такие факторы:

  • этажность будущего дома;
  • количества оконных проемов и способ остекления;
  • общая конструкция строения и инженерные коммуникации.

Недостаточно или неправильно утепленный дом из газосиликата теряет более половины тепла.

Какие материалы применяют для теплоизоляции

Для утепления дома из газосиликатных блоков снаружи применяются разные материалы. Чаще других для этих целей используются плиты из минеральной ваты, экструдированного пенополистирола и штукатурные фасадные системы. Пенопласт и рулонная минвата используются реже. В последние несколько лет завоевали популярность эстетичные, с превосходными теплоизоляционными характеристиками, термопанели.

Теплоизоляция минеральной ватой

Паропроницаемый газосиликат рекомендуется утеплять материалами, пропускающими пар. Минеральная вата отвечает этому требованию, она защитит стены, продлит срок их службы и избавит от проблем при обустройстве внутренней теплоизоляции. При использовании паронепроницаемого материала потребуется обустройство вентиляции. Утепление минватой также обеспечит дополнительную звукоизоляцию и защитит стены от огня.

Базальтовая вата – качественный и надежный утеплитель, получаемый из горной породы

Работа по теплоизоляции минеральной ватой проводится в несколько этапов:

  • установка вертикальной обрешетки на фасаде;
  • прокладка гидропароизоляции;
  • монтаж минеральной ваты, после которого материалу необходимо некоторое время, чтобы выстояться;
  • прокладка второго слоя гидропароизоляции;
  • монтаж армирующей сетки;
  • нанесение грунтовки и штукатурки или других отделочных материалов;
  • окрашивание после полного высыхания штукатурного слоя.

Зазор между плитами утеплителя не должен превышать 5 мм, чтобы не образовались трещины.

Минеральная вата между слоями гидропароизоляции

Для выравнивания плит при укладке первого ряда используется уровень. Плиты укладываются в виде кирпичной кладки, чтобы не было совпадения швов. Для фиксации на стене используется клей, указанный на упаковке. Дополнительно, на стыках и посередине плиты утеплитель фиксируется дюбелями. Минеральная вата впитывает влагу, обустройство двухсторонней пароизоляции защитит от ее проникновения. Стены поверх утеплителя можно обшить сайдингом.

Для наружного утепления домов из газосиликата минватой выбирают качественную плотную базальтовую вату, так как низкая плотность утеплителя со временем приведет к его слеживанию и сползанию вниз. Направляющие должны располагаться друг от друга на расстоянии, которое будет меньше на 1-1,5 см толщины плиты. Это необходимо, чтобы теплоизолятор плотно заполнил каркас. Пароизоляционная пленка укладывается с нахлестом в 15-20 см.

Базальтовая вата – устойчивый к влаге утеплитель, который может использоваться под сайдинг

Утепление плитами пенополистирола

Пенополистирол – изоляционный материал белого цвета, на 98% состоящий из воздуха, заполняющего ячейки вспененного полистирола. Это хороший теплоизолятор по минимальной цене. Характеризуется долговечностью, пожаробезопасностью, экологичностью и высокими показателями энергосбережения. Полистирольный лист толщиной 3 см равноценен 5,5 см минеральной ваты.

Так выглядит утепление плитами пенополистирола в разрезе

При использовании в качестве утеплителя пенополистирола дополнительная пароизоляция не потребуется. Пенополистирольные плиты не боятся влаги, крепятся при помощи специального клея. Для дополнительного крепления утеплителя используются тарельчатые дюбели. Поверх пенопласта наносится штукатурка или выполняется обшивка фасада сайдингом.

Важно! При использовании строительного пенопласта следует учесть его невысокую механическую прочность. Пенопластовые плиты не выдерживают больших нагрузок.

Швы между плитами заделываются монтажной пеной. Обшивка сайдингом или  оштукатуривание фасадной шпатлевкой защитит от повреждений не только пенополистирол, но и монтажную пену от прямого воздействия солнечных лучей.

Экструдированный пенополистирол обладает преимуществами перед обычным пенопластом, как более качественный и надежный

Работы по теплоизоляции проводятся в следующей последовательности:

  • при помощи клея плиты монтируют на блоки и оставляют на сутки;
  • по углам и середине листов забивают дюбели;
  • поверх листов крепят армирующую сетку;
  • поверхность штукатурят, а затем красят или обшивают сайдингом.

Чтобы кладка была ровной, используют уровень. Для лучшей посадки на клей плиты слегка прижимают к стене. В зазорах между плитами нет необходимости, совпадение швов каждого ряда не обязательно. Качественное армирование начинают с укрепления углов здания, затем укрепляется вся поверхность сверху вниз.

Обратите внимание! Толщина пенополистирола для утепления газосиликатных блоков рассчитывается с учетом климатической зоны.

Утепление с применением термопанелей

Термопанели – это система, состоящая из утеплителя, облицовочной плитки и влагостойкой плиты. Утеплителем может служить пенополистирол или минеральная вата, влагостойкая плита – это конструкционный слой, а облицовочная плитка заменяет шпаклевку и покраску на завершающем этапе. Использование термопанелей упрощает процесс.

Дом, утепленный термопанелями не требует дополнительной облицовки

Как утеплить дом из газосиликата снаружи термопанелями?

  • Монтаж производится на заранее подготовленную обрешетку из профилей или бруса, благодаря которой образуется вентиляционный зазор. Металлическую обрешетку изготавливают из оцинкованной стали. Конструкция состоит из п-образных профилей, подвесов и Г-образных планок. Для крепления обрешетки к стене понадобится перфоратор, шуруповерт, болгарка, уровень, саморезы и дюбели.
  • По окончании монтажа укладывается утеплитель, затем к профилям прикручиваются термопанели.

Такой способ утепления – простой, не занимающий много времени. Термопанели надежно защищают газосиликатные стены от механических повреждений, холода и влаги. Изготавливаются с декоративной отделкой под кирпич, керамогранит или натуральный камень.

Видео: правильное утепление дома из газосиликата

Если вы планируете строительство дома из газосиликатных блоков, помните, что при толщине материала 300 мм и менее, потребуется обустройство теплоизоляции. Работы по утеплению, при условии соблюдения рекомендаций специалистов, можно выполнить самостоятельно. На это уйдет больше времени и сил, но вы получите бесценный опыт. Если времени и желания на освоение азов новой профессии нет, обращайтесь к профессионалам.

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями:

Утепление дома из газосиликатного блока снаружи минватой, пенополистиролом

На чтение 5 мин Просмотров 883 Опубликовано

Предисловие. Как правильно утеплить дом из газосиликата, чем утеплить дом из газосиликата изнутри – именно такими вопросами задаются владельцы загородных домов из газосиликатного блока. В этой статье мы рассмотрим технологию утепления газосиликатного блока, покажем видео чем лучше утеплить дом из газосиликата снаружи и мастер класс по утеплению загородного дома термопанелями.

Утепление фасада дома из газосиликатных блоков – это надежное сохранение тепла, уюта и комфорта загородного жилья, но нужно ли утеплять дом из ячеистого бетона. По назначению ячеистые бетоны подразделяют на конструкционные, конструкционно-теплоизоляционные и теплоизоляционные. По способу производства бетоны подразделяют на пенобетоны, газобетоны и газопенобетоны. Ячеистая структура в блоках формируется с помощью газа, в пенобетоне с помощью пены.

Чем утеплить дом из газосиликата

Об эксплуатационных характеристиках и свойствах газосиликата читайте в ГОСТ 25820-83 Бетоны легкие, ГОСТ 25820-2000 Технические условия. Если при строительстве, вы выбираете ячеистый бетон, то расчет толщины стен делают на основании СНиП II-3-79 от 2005 г. «Строительная теплотехника» и СНиП 23-01-99 от 2003 г. «Строительная климатология». По этим СНиП, на основании современных норм для средней полосы России, толщина стен из ячеистых блоков должна быть от 640 до 1070 мм.

Производители газосиликатных блоков уверяют покупателей, что для жилого дома достаточно толщины стены в 300 — 400 мм. Но, учли ли производители в расчетах теплопотери через «мостики холода» (перемычки окон, раствор между блоками и армосетку) это еще вопрос. Лучше самим с помощью проектировщиков рассчитать и решить какой толщины делать из блоков стены на основании морозостойкости и плотности блоков, как утеплить дом из газобетона, чтобы сохранить в доме уют и комфорт.

Чем лучше утеплить дом из газосиликата снаружи

Газосиликатные блоки широко используются в частном, малоэтажном строительстве. Сам по себе газосиликат хороший теплоизолятор, но из-за мостиков холода, поглощения влаги из блоков, кладочных швов дополнительно необходимо утеплять здания из газосиликата. Это делает весьма актуальным вопрос, как самостоятельно утеплить дом из газосиликатных блоков, какие материалы использовать в работе?

Структура газосиликата и ячеистых бетонов

Материалы для утепления дома из газосиликата снаружи могут быть различны. Широко применяются сегодня традиционные теплоизоляционные материалы: минеральная вата, пенополистирол, пенопласт и «теплоизоляционные» штукатурные смеси. В России также начали использовать для тепловой защиты стен термопанели (термосайдинг, теплосайдинг), которые сочетают высокую теплоизоляцию и прекрасный внешний вид.

Утеплить фасад из газобетона можно, как и любой другой фасад снаружи и изнутри. Про утепление фасада дома под сайдинг пенополистиролом и утепение фасада дома под штукатурку минватой мы писали ранее. Утеплять стену из газобетона изнутри пенополистиролом лучше не стоит, поскольку в этом случае блоки не защищены от промерзания и влаги.

Утепляем газосиликатный блок пенополистиролом и минватой

При утеплении дома из газосиликатных блоков пенополистиролом снаружи своими руками не требуется дополнительная пароизоляция. Плиты пенополистирола не боятся влаги и прочны. Утеплитель крепится к фасаду клеем, затем дополнительно закрепляется тарельчатыми дюбелями. Поверх можно нанести штукатурку или сделать фасад из винилового или металлического сайдинга.

Чтобы утеплить дом из газосиликатного блока минватой снаружи самостоятельно, следует для начала сделать вертикальную обрешетку на фасаде, между брусками уложить минвату. Поскольку минеральная вата впитывает влагу, ее обязательно необходимо защитить пароизоляцией с двух сторон. Поверх утеплителя можно закрепить сайдинг или оштукатурить фасад под покраску.

Как утеплить дом из газосиликатного блока термопанелями

Термопанели под фасадный клинкерный кирпич

Термопанели справятся с защитой стены жилья снаружи от влажности и механических повреждений. Термопанели производятся с отделкой из натурального камня, с керамогранитом, с клинкерной и керамической плиткой. Есть мнение среди строителей, что газосиликат лучше не утеплять термопанелями с улицы, так как это мешает блокам «дышать» и проветриваться.

Практика показывает, что вентилируемый фасад, вентиляционные отверстия в цокольной части здания и под козырьком крыши позволяет нормально дышать стене, не накапливая влаги. Утепление стен из газосиликата снаружи термопанелями имеет ряд преимуществ: долговечность, экологичность, устойчивость к механическим повреждениям, легкость и быстрота монтажа.

На газосиликатные стены для начала крепится обрешетка из оцинкованных профилей или бруса. Термопанели уже крепятся на обрешетку. Дорогостоящая работа профессиональных монтажников не требуется. Для установки термопанелей на обрешетку вам потребуется болгарка, электролобзик, перфоратор, шуруповерт, строительный уровень, пистолет для монтажной пены, а также немного терпения.

Видео. Утепление дома из газосиликатного блока термопанелями


Чтобы утеплить дом из газосиликатных блоков с улицы термопанелями на газосиликатном доме крепим обрешетку, чтобы между термопанелями и фасадом дома осталось вентилируемое пространство. На нижней части стены отбиваем горизонтальную линию с помощью уровня. По линии устанавливаем стартовую планку и крепим ее саморезами, используя перфоратор и шуруповерт. Утепление дома из газосиликатного блока

Выше стартовой планки устанавливаем подвесы. В эти подвесы устанавливаем планки из П-образного профиля (60 мм х 27 мм). Крепим направляющие планки четырьмя саморезами. Таким способом, обшиваем направляющие по всему периметру стены дома. В углах дома и на откосах ставим по две планки. Это нужно для крепления угловых элементов и примыкающих термопанелей на откосах.

Вдоль начальной отделки внизу цоколя, на уровне стартовой планки, используя уровень, устанавливаем отлив. Между профилями устанавливаем минвату можно использовать и плиты пенополистирола. К вертикальным профилям саморезами крепим термопанели. Все монтажные зазоры на углах заделываем пеной. Швы между термопанелями тщательно заделываются затиркой.

Видео. Как утеплить дом из газосиликата

Утепление газосиликатных стен снаружи и внутри дома

К вопросу о решении проблемы, связанной с отоплением дома, нужно подходить комплексно. Материалы, применяемые при строительстве дома, и система отопления должны быть спланированы заранее. Только в этом случае вы добьетесь оптимального соотношения максимальной степени комфорта и минимального уровня затрат. Довольно часто пытаются компенсировать недостатки строительного материала, используемого при возведении дома, применяя дополнительное утепление стен снаружи дома.

Схема утепления стен из газосиликатных блоков.

При строительстве малоэтажных домов допустимая толщина блоков из газосиликата составляет 0,2 м. Этот показатель рассчитывался исходя из оптимального уровня нагрузки на строительные блоки, который может выдержать дом. При этом, под воздействием влажности, теплоизоляция дома из газосиликата постепенно снижается. Сами по себе такие блоки очень чувствительны к влаге и очень хорошо ее впитывают.

За счет пористой структуры стен из газосиликатных блоков вся влага, на них попадающая, в них и задерживается, постепенно разрушая газосиликатные блоки изнутри.

За счет влаги стремительно возрастает теплопроводность блоков, поэтому дополнительное утепление стен снаружи дома является необходимой задачей.

Утепление стен внутри дома

Утепление внутри дома.

Для достижения максимально эффективного утепления дома поверхность стен внутри него должна быть чистой и ровной. Места, которые выступают из стены, необходимо затереть, а полые участки заполнить клеем или цементно-песчаным раствором.

После высыхания поверхности ее нужно будет очистить от пыли и обработать ее грунтовкой для повышения адгезии стены. После того как слой грунтовки подсохнет (1-3 часа), можно приступать к заштукатуриванию.

Если на стене дома имеются участки, которые подвержены частому воздействию сырости и влаги, их необходимо обработать гидроизоляционным раствором и оштукатурить влагостойкой цементной смесью. После того как обработанная стена окрепнет, ей можно придать ровную поверхность.

Данная технология предполагает смачивание стены с оштукатуренным слоем, что придает ей необходимую ровность. Для лучшего результата эту процедуру лучше повторить несколько раз.

Внутреннее утепление стен.

После всего этого можно приступать к покрытию стены отделочными материалами. Лучше всего здесь использовать специальную краску для газосиликата с паропроницающим эффектом.

Внутреннюю отделку дома можно сделать с помощью гипсокартона, предварительно обработав стены грунтовкой. Гипсокартон может крепиться непосредственно на стену или на металлический каркас. Каркас сооружается из специальных алюминиевых профилей для гипсокартона.

Если в помещении повышенная влажность и сырость, в качестве облицовки целесообразнее использовать кафельную плитку. Главное во внутреннем утеплении дома из газосиликата использовать паропроницаемые материалы, чтобы в доме не было душно.

Вернуться к оглавлению

Утепление стен снаружи дома

Утепление стены из газосиликатных блоков по фасаду : 1 – газосиликатный блок; 2 – горизонтальная обрешётка – LVL брус 45*45мм; 3 – плита Ursa PureOne; 4 – вертикальная обрешётка – LVL брус 45*45мм; 5 – гидро,-ветрозащитная мембрана; 6 – контр-брус LVL 30*45мм.

Первым делом нужно обработать клеевым раствором уязвимые участки стены: места стыков газосиликатных блоков и оконные и дверные проемы. Самым простым способом теплоизоляции наружной стены является ее утепление пенопластом. С этой задачей справится любой новичок. Пенопласт имеет сравнительно невысокую цену, что позволит сэкономить ваш семейный бюджет. Единственный минус в использовании пенопласта – его пропускная способность пара, точнее, ее отсутствие. Такая отделка не позволит стенам «дышать». Поэтому при такой отделке система вентиляции должна быть продумана основательно.

Если будете делать утепление внутри дома исключительно из паропроницаемых материалов, а при отделке фасада дома использовать непроницаемые, пар, который будет накапливаться в блоках, не будет иметь выход. В этом случае неизбежно образование конденсата и сырости в доме. Поэтому для наружной облицовки не подойдут:

  • вспененная пластмасса;
  • полимерный раствор;
  • воздухонепроницаемая и паронепроницаемая краска;
  • плиты из пеностекла.

Использовать следует специальные паропроницаемые растворы и штукатурку. При использовании простой штукатурки могут образоваться трещины и стены вскоре примут неухоженный вид.

Утепление газосиликатных стен по перекрытию: 1 – армированный монолитный пояс; 2 – плиты перекрытия пустотные; 3 – пено- или газосиликатные блоки; 4 – гибкие связи для кладки газосиликата; 5 – лицевой кирпич; 6 – теплоизоляционный слой. Плиты из экструдированного пенополистирола ursa xps.

Наиболее надежный и традиционный способ утепления дома из газосиликата снаружи – это утепление его кирпичом, но облицовка достаточно дорога и требует больших затрат труда. Такой вариант более уместен на этапе строительства дома, так как опорой кирпичной кладке должен послужить основной фундамент дома, который по своей ширине для этого может не подойти.

Наиболее предпочтительным материалами наружного утепления стен являются:

  • пенополиуретан;
  • пенополистирол;
  • экструдированный пенополистирол.

Пенополистирол, контактируя с поверхностью утепления, вспенивается. Главное достоинство этого материала – высокое теплоизоляционное свойство. Такой утеплитель может прослужить до 30-40 лет.
Пенополистирол – материал, обеспечивающий легкий монтаж, но в течение долгого промежутка времени.
Утепление экструдированным пенополистиролом подходит для любой поверхности, он универсален.

Чтобы защитить плитный утеплитель снаружи от атмосферного воздействия, самый недорогой и легкий способ – это нанести на утеплитель влагозащитную штукатурку по стеклосетке. Для закрепления стеклосетки к утеплителю используются специальные дюбель-гвозди, «грибки» (еще их называют «зонтики»), и специальный клеевой состав. Все это создаст отличную основу для нанесения защитной или декоративной штукатурки. Для закрепления штукатурки на пенополистирольных листах рекомендуется использовать специальную сетку из металла.

Правила утепления дома из газосиликатных блоков

Газосиликатные строительные блоки изначально характеризуются низкой теплопроводностью, поэтому возведенные из этого материала дома в утеплении не нуждаются.

При толщине стен от 40 см газоблочный дом может эксплуатироваться в холодном климате с оптимальными затратами на отопление.

Этому способствует клеевое соединение блоков, полностью исключающее образование мостиков холода. Обязательное условие – это идеальная геометрия блоков и минимальные отклонения от размерного стандарта.

  • Всем требованиям соответствуют материалы от ведущих производителей, в перечень которых входят газосиликатные блоки КЗСМ. Качественные стеновые блоки этой торговой марки выгодно отличаются от импортных аналогов меньшей стоимостью.
  • Производит качественный газосиликат Гомель: стеновые блоки 1 и 2 категории в полной мере соответствуют требованиям действующих строительных стандартов.

Альтернативные варианты внутренней теплоизоляции стен

  • Доступный по стоимости и несложный в монтаже вариант внутреннего утеплителя – это стандартный гипсокартон в одно- или двухслойном варианте. Панели крепятся к утепляемым поверхностям гипсополимерным клеем или монтируются на предварительно обустроенный каркас.
  • Каркасный монтаж позволяет дополнительно утеплить конструкцию заполнением ее объема минеральной ватой. Для экономии внутренних объемов утепляемых помещений в большей степени подходит клеевое крепление панелей.

Теплая штукатурка – один из самых востребованных вариантов фасадного утепления. Паропроницаемое покрытие толщиной всего 20 мм способно стабилизировать микроклимат в доме на комфортном уровне.

Сочетание теплоизоляционной и декоративной штукатурки одновременно решает проблемы утепления и наружного оформления фасада.

Заказывайте прямо сейчас у наших опытных специалистов правильный монтаж газосиликатных блоков!

Критерии выбора фасадного утеплителя

Ассортимент фасадной теплоизоляции для газосиликатных блоков, цена которой у нас доступна каждому, широко представлен минераловатными и пенополистирольными утеплителями и термопанелями, что существенно упрощает выбор материала, соответствующего заявленным требованиям. В большей степени востребованы пожаробезопасные утеплители на основе минеральных волокон.

  • Паропроницаемые покрытия не блокируют в строительных конструкциях природный паро-газообмен, сохраняют рабочие характеристики на протяжении нескольких десятилетий. В качестве защитного покрытия применяются паропроницаемые штукатурные составы.
  • Панельно-штукатурная теплоизоляция, известная под названием «мокрый фасад» пользуется в частном строительстве повышенным спросом.

Пенопласт и его модифицированный аналог – экструдированный пенополистирол, характеризуется минимальным весом, уникальным теплосохранением и несложным монтажом. Применение этих утеплителей ограничивается их паронепроницаемостью и пожароопасностью. Частично проблема решается обустройством вентиляционных зазоров и стойких к высоким температурам облицовочных материалов.

Термопанельное утепление фасада имеет на строительных форумах примерно одинаковое количество положительных и отрицательных отзывов. Практически отсутствуют претензии к качеству декоративного оформления, удачно имитирующего керамогранит, кирпичную клинкерную кладку и другие популярные облицовочные материалы. Низкая паропроницаемость термопанелей вынуждает использовать материал в навесных вентилируемых фасадных системах. Повышенная стоимость таких конструкций компенсируется долговечностью облицовки, несложным монтажом и стойкостью к внешним воздействиям. 

Заказывайте в нашей компании услугу обратного звонка, и Вам обязательно перезвонят!

Утепление стен из газосиликатных блоков снаружи минеральной (каменной) ватой

Утепление стен дома решает массу проблем, возможных или уже существующих. Самая серьезная из них — предотвращение намокания материала стен от постепенного накопления водяного пара, выдавливаемого изнутри дома. Этот процесс никак не остановить, он проходит постоянно, пока в доме живут люди.

Не утепленные стены накапливают влагу, которая либо замерзает на внешней стороне стены и разрушает ее материал, либо конденсируется на внутренней поверхности, отчего стена мокнет, обрастая плесенью или грибком.

Утепление — единственная процедура, которая может прекратить конденсирование влаги и обеспечить вывод пара из стен без потерь качества материала.

В качестве эффективных материалов для утепления могут быть:

Содержание статьи

Внутреннее и внешнее утепление – особенности и нюансы

С точки зрения физики, эффективное утепление переносит точку росы из стены наружу, лучше всего — в материал утеплителя. Иначе говоря, наличие правильно установленного утеплителя перераспределяет температурный режим в толще стен, делая их теплее и сдвигая холодные слои наружу, отчего область возможного конденсирования пара оказывается вне материала стен.

При этом, на теплой внутренней поверхности стен образование конденсата становится попросту невозможным.

ВАЖНО!

Такой процесс действует с наибольшей отдачей только лишь при наружном расположении утепляющего материала.

Различают внутреннее и внешнее утепление. При внутреннем утеплитель располагается на внутренней поверхности стены, при внешнем — снаружи. Эффективность внутреннего утепления в большой степени зависит от соотношения паропроницаемости стен и утеплителя, который должен создавать большую преграду для пара, чем стена.

В противном случае начнется накопление пара и намокание материалов на границе утеплитель-стена (что зачастую и наблюдается). Обычно для защиты от этого устанавливают сплошную отсечку, отчего вывод пара возможен только при помощи усиленной вентиляции помещения.

Способы утепления стен

Кроме того, материал стен перестает получать тепло изнутри, оставаясь лишь механической преградой для внешних проявлений.

Утепление снаружи намного эффективнее и предпочтительнее. Именно такая технология выводит наружу точку росы, предохраняет тепло стен от рассеивания в наружное пространство и способствует увеличению комфорта внутри дома. Выход пара через стены не имеет препятствий, он не накапливается в толще стены или утеплителя.

Кроме этого, имеется масса других преимуществ:

  • Объем помещений не уменьшается.
  • Стены изнутри остаются в неприкосновенности, не требуется оформлять оконные блоки заново откосами и подоконниками.
  • Состав внутреннего воздуха не содержит излишней влаги.
  • Создается дополнительная звукоизоляция от внешних шумов.

Поэтому внутреннее утепление выполняется лишь в дополнение к наружному или когда снаружи работать физически невозможно. Утепление снаружи запускает правильные процессы, причем вероятность ошибки при такой технологии гораздо меньше, что позволяет производить работы своими руками.

Основные виды утеплителей

Материалов для утепления стен выпускается довольно много, все они имеют свои характеристики, свои плюсы и минусы. На сегодня наиболее пригодными считаются материалы из синтетики или природных минералов, поскольку они обладают самыми ценными качествами:

  • Не гниют.
  • Не растворяются в воде.
  • Не изменяют свою форму при длительной эксплуатации.
  • Обладают низкой теплопроводностью.
  • Выпускаются в удобной для монтажных работ форме.

Такими свойствами в большей степени обладают:

  • Минвата (в особенности, базальтовая вата),
  • Пенопласт.
  • Экструзионный пенополистирол.
  • Пенополиуретан.
  • Пенобетон.

Большинство из наиболее подходящих материалов имеют плитную форму выпуска, наиболее подходящую для установки на стены. Минвата выпускается также в рулонах, но плиты — удобнее, жестче, имеют более четкие размеры.

Какой утеплитель лучше всего подходит для утепления стены из газосиликатных блоков?

                   

Газосиликат — пористый материал. Он почти на 90% состоит из пузырьков газа, что определяет его свойства — высокое теплоудержание, легкость. При этом, он может впитывать воду, поэтому для сохранения рабочих качеств требуется постоянная возможность беспрепятственного вывода влаги из толщи блоков.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Из всех используемых утеплителей наиболее подходящим для газосиликатных блоков является базальтовая (каменная) вата.

Причины этого кроются в ее свойствах: если у пенопласта или пенополиуретана чрезвычайно низка паропроницаемость, то базальтовая вата хорошо пропускает пар, способствуя выводу его из толщи газосиликата и самого утеплителя.

В этом сочетании стеновой пирог работает эффективным образом, обеспечивая беспрепятственное движение пара в нужном направлении.

Базальтовая (каменная) вата

Утепление газосиликатных стен снаружи — устройство стенового пирога

Состав стенового пирога для газосиликатных блоков:

  • Поверхность стены.
  • Слой утеплителя — оптимально, минваты (базальтовой).
  • Слой паро- гидрозащитной мембраны.
  • Контробрешетка, обеспечивающая вентиляционный зазор для проветривания поверхности мембраны и позволяющая испаряться влаге.
  • Наружная обшивка — сайдинг или подобная, слой огнеупорного или декоративного кирпича и т.д.

Как вариант — на утеплитель кладут клеевой слой, стеклосетку, выравнивающий слой грунтовки и штукатурят.

Стеновой пирог

В некоторых случаях (например, если сборка делалась на цементный раствор, а не на специальный клей) непосредственно на газосиликат может быть нанесен слой паропроводящей штукатурки, для выравнивания поверхности и создания дополнительной защиты газосиликатных блоков от намокания.

Гидро- и пароизоляция

Пароизоляция для отсечки утеплителя от стены не применяется, так как она вызовет накопление паров, выходящих из массива стен и намокание газосиликата.

Наоборот, требуется свободный проход пара через минвату.

При этом, атмосферная влажность может отрицательно сказаться на свойствах утеплителя, а минвата склонна к намоканию от действия влажности.

Решением служит наружный слой паро-гидроизоляционной мембраны, выпускающей пары изнутри, но не пропускающей влагу снаружи.

Установка мембраны делается максимально сплошным слоем, горизонтальными полосами (начиная снизу), с нахлестом слоев не менее 15 см и обязательной проклейкой соединений специальной липкой лентой.

ОСТОРОЖНО!

Никаких отверстий или нарушений целостности паро- гидрозащитного слоя не допускается!

При финишном слое из штукатурки мембрана не устанавливается, вместо нее поочередно накладываются слои наружной отделки (Клей-стеклосетка-грунтовка-штукатурка), которые в совокупности выполняют роль гидрозащиты.

Заделка щелей и подготовка обрешетки

Подготовительные работы перед установкой утеплителя — это нанесение защитного грунтовочного слоя, выравнивающего поверхность и смягчающего проводимость клеевых переходов между блоками.

После этого на поверхность стены устанавливается несколько горизонтальных рядов деревянных брусков сечение которых равно толщине утеплителя.

После установки минваты они послужат опорой для планок контробрешетки, необходимой для обеспечения вентиляционного зазора и для установки наружной обшивки. Бруски предварительно покрывают слоем антисептика (дважды), чтобы исключить гниение материала.

Монтаж обрешетки

Как вариант — вместо брусков можно использовать металлический профиль для гипсокартона. Направляющие устанавливаются в том же порядке, крепятся к стене на дюбеля и шурупы (обязательно оцинкованные).

Контробрешетка также может состоять из направляющих для гипсокартона. Соединение вертикальных планок с горизонтальными производится на штатные шурупы под сверло.

Утепление стен из газосиликатных блоков снаружи минватой

Рассмотрим последовательность действий при утеплении наружной стены плитной базальтовой ватой.

Порядок действий рекомендуется такой:

  1. Подготовка поверхности стены, при необходимости — нанесение выравнивающего слоя паропроницаемой штукатурки. Демонтаж наружных оконных откосов и прочих элементов, мешающих установке утеплителя.
  2. Установка горизонтальных брусков (или направляющих для гипсокартона). Нижний ряд располагается по границе цоколя (утеплителя цоколя), последующие располагаются с расчетом плотной укладки плит минваты между ними.
  3. Установка минваты производится на клей, в качестве дополнительных креплений служат дюбели с широкими шляпками. В качестве клея используется сухая смесь, она продается в бумажных мешках (как для керамической плитки). Выбор клея производится с учетом местных климатических условий.
  4. Клей рекомендуется наносить как на минвату, так и на стену, поскольку минвата — неоднородный волокнистый материал с рыхлой поверхностью, требующей повышенного расхода клея.
  5. Стыки плит минваты во избежание образования мостиков холода следует проклеить специальным скотчем или монтажной пеной.
  6. Монтаж паро- гидроизолирующей мембраны. Работа ведется снизу вверх, ряды пленки укладываются внахлест 15 см и проклеиваются скотчем. Пленка крепится степлером, дополнительно фиксируется скотчем, гвоздями или шурупами.
  7. После установки мембраны монтируется вертикальная контробрешетка. Шаг рядов составляет 0,6-1 м (зависит от облицовочного материала), Толщина планок должна обеспечивать достаточный вентиляционный зазор — не менее 3 см.
  8. Установка наружной обшивки.

Устройство в разрезе

Монтаж минеральных плит

Укладка утеплителя

Альтернативный метод утепления

Утепление газосиликатных стен снаружи должно производиться с учетом свойств материала, склонного к намоканию и аккумулированию влаги в своей толще. Поэтому основным условием, обеспечивающим правильную работу стенового пирога, будет беспрепятственный выход пара изнутри и надежная отсечка от влаги снаружи.

Тогда утепление сможет обеспечить экономию тепла, сохранность материала стен и комфорт в помещении.

Полезное видео

Утепление стен из газобетона в видео-уроке:

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Чем лучше утеплить дом из газосиликатных блоков? Какой толщины подобрать утеплитель?

Полный вопрос:
Добрый день! Чем лучше утеплить дом из газосиликатных блоков (400 мм)? Какой толщины подобрать утеплитель? Считал, при пироге 400 мм блок + 5 см. минваты + штукатурка теплосопротивление теплопередачи около четырех, что вполне вписывается даже в новые строгие белорусские нормы. Волнует, что будет с точкой росы. Она будет в блоке? А если сделать 8-10 см утепления, уже в утеплителе? С этой точки зрения какая толщина лучше? Газосиликат деликатный материал, не хочется чтобы в стене была влага.


Ответ:

Глубина промерзания 400 мм стены из газосиликатных блоков с наружным утеплением 50 мм в Минске и Минской области составит, приблизительно, 186 мм. Т.е. газосиликат в мороз -26 °С промёрзнет на 13,6 см (18,6 см - 5 см утеплителя), и точка росы окажется в стене. При 100 мм утепления, глубина промерзания всей конструкции составляет 160 мм, и газосиликат промерзает на 6 см (16 см – 10 см утеплителя).

Вывод: стена из газосиликатных блоков (толщиной 400 мм и коэффициентом теплопроводности 0,15 Вт/(м•°С)) и утеплением из минераловатных плит (толщиной 5 или 10 см с =0,040 Вт/(м °С)), при расчетной зимней температуре наружного воздуха для Минска и Минской области -26 °С – промерзает, и точка росы находится в несущем слое. Что делать?

Решение – устройство 5 см воздушной прослойки между 40 см газосиликата и 15 см утепления ISOVER ВентФасад (10 см ISOVER ВентФасад Верх (внутренний слой) + 5 см ВентФасад Низ (наружный слой)). В данном случае на границе газосиликата и воздушной прослойки достигается плюсовая температура, а точка росы попадает в воздушную прослойку. Таким образом влага в газосиликате не накапливается и не снижает его конструктивные и теплотехнические характеристики.

Информация вам для размышления:

  • сопротивление теплопередаче предлагаемой конструкции составит Rт=7,13 м²•°С/Вт;
  • термическое сопротивление 15 см ISOVER ВентФасад составляет 3,95 м²•°С/Вт;
  • термическое сопротивление 400 мм газосиликатных блоков 2,66 м²•°С/Вт…

Вопрос теперь вам: «Стоит ли возводить одну стену, чтобы защитить от промерзания другую, при том, что показатель одной из стен превышает нормативное сопротивление теплопередаче?»

Изоляция ствола скважины из силикатной пены | Journal of Petroleum Technology

Когда жидкий силикат натрия кипит, он образует твердую пену на нагретой поверхности. Это эффективное и относительно недорогое средство изоляции паронагнетательных скважин, которое также может быть полезно для предотвращения отложения парафина и образования гидратов.

Введение

Термическое напряжение, вызывающее разрушение обсадной колонны, было проблемой при проведении операций закачки пара на нефтяных месторождениях в течение немногим более десяти лет.Теплообмен в скважине был описан аналитически, и был разработан ряд методов для уменьшения потерь тепла в стволе скважины, чтобы можно было поддерживать более низкие температуры обсадной колонны и достигать более высокого качества пара на песчаной поверхности коллектора. Эти методы включают использование изолированных насосно-компрессорных труб, закачку жидкости с низкой теплопроводностью в затрубное пространство и покрытие труб алюминиевой краской. Изолированные трубы дороги, и во многих случаях их использование не оправдано с экономической точки зрения. Жидкости с низкой теплопроводностью при помещении в уплотненное кольцевое пространство и при воздействии высоких температур в уплотненном кольцевом пространстве и при воздействии высоких температур могут расслаиваться под действием силы тяжести, затвердевать или становиться настолько вязкими, что удаление пакера и нагнетательной трубы часто затруднено .Основным недостатком использования трубок с алюминиевым покрытием является то, что трудно предотвратить прилипание масла или других материалов с высоким коэффициентом излучения к его поверхности с низким коэффициентом излучения при работе с ними и опускается в колодец. Такие материалы с высоким коэффициентом излучения снижают его тепловую эффективность. В настоящее время доступен новый изоляционный материал и разработана технология его использования в паронагнетательных скважинах. Изоляционный материал, силикатная пена, образуется при кипячении раствора силиката натрия.Пена - отличный изолятор, имеющий теплопроводность примерно 0,017 БТЕ / час-фут. градусов F. Рис. 1 представляет собой фотографию структуры пены. Его физические свойства приведены в таблице 1.

Процесс изоляции

В полевых условиях раствор силиката натрия помещается в уплотненное кольцевое пространство, затем пар помещается в уплотненное кольцевое пространство, а затем пар. вводится по трубке. Горячая трубка вызывает кипение силикатного раствора, оставляя слой изоляционной пены, обычно от 1/4 до 1/2 дюйма.толстый, на поверхности горячей трубки. Поскольку пена сразу становится эффективной изоляцией, на внутренней части корпуса не остается никаких отложений. Силикатный раствор, который остается в кольцевом пространстве после пропарки в течение нескольких часов, удаляется из кольцевого пространства путем вытеснения его водой (если раствор не удалить, он может затвердеть в кольцевом пространстве). Вода удаляется газлифтом или тампоном. На рис. 2 схематически показаны этапы процесса изоляции. Как только изоляция сформирована, потери тепла снижаются, что приводит к более низким температурам корпуса и более высокому качеству пара на поверхности песка.Сравнение, показывающее эффективность пены, представлено на рис. 3, который иллюстрирует расчетную максимальную температуру обсадной колонны в скважине с забитыми НКТ. Эти три случая показывают взаимосвязь между температурой обсадной колонны и временем нагнетания пара для неизолированных НКТ, имеющихся в продаже изолированных НКТ и НКТ с покрытием из силикатной пены толщиной 1/4 дюйма. Расчетные температуры корпуса значительно ниже для изолированных корпусов; однако между двумя изолированными корпусами нет большой разницы.

JPT

P. 583

Перспектива теплоизоляции кремнеземным аэрогелем: краткий обзор

  • 1.

    http://stardust.jpl.nasa.gov/aerogel_factsheet.pdf

  • 2.

    Кистлер С.С. Когерентные расширенные аэрогели. J. Phys. Chem. 36 , 52–64 (1932)

    Артикул Google Scholar

  • 3. Отчет об аэрогеле

    BCC, опубликованный в марте 2016 г., www.bccresearch.ком

  • 4.

    Отчет об исследовании рынка Allied, опубликованный в июне 2014 г., www.alliedmarketresearch.com

  • 5.

    Коэн Э. Тепловые свойства современной аэрогелевой изоляции. РС. докторская диссертация, Массачусетский технологический институт (2011)

  • 6.

    Л. Хуанг, Технико-экономическое обоснование использования кремнеземного аэрогеля в качестве изоляции для строительства. РС. Диссертация, Школа промышленной инженерии и менеджмента KTH (2012)

  • 7.

    Паспорт продукта, Aspin lnc., Http://www.aerogel.com

  • 8.

    Паспорт продукта, Cabot Corp., http://www.cabot-corp.com

  • 9.

    A.C. Pierre, G.M. Пайонк, Химия аэрогелей и их применения. Chem. Ред. 102 , 4243–4265 (2002)

    Артикул Google Scholar

  • 10.

    Кистлер С.С., Колдуэлл А.Г. Теплопроводность кремнеземного аэрогеля.Ind. Eng. Chem. 26 , 658–662 (1934)

    Артикул Google Scholar

  • 11.

    B. Hosticka, P.M. Норрис, Дж. Brenizer, C.E. Daitch, Газовый поток через аэрогели. J. Noncryst. Твердые вещества 225 , 293–297 (1998)

    Артикул Google Scholar

  • 12.

    S.D. Бхагат, А. Рао, Поверхностная химическая модификация аэрогелей кремнезема на основе ТЭОС, синтезированных двухстадийным (кислотно-основным) золь-гель процессом.Прил. Серфинг. Sci. 252 , 4289–4297 (2006)

    Артикул Google Scholar

  • 13.

    U.K.H. Банги, К.-С. Park, S. Baek, H.-H. Парк, Улучшение оптических и физических свойств аэрогелей на основе ТЭОС с использованием ацетонитрила путем сушки при атмосферном давлении. Ceram. Int. 38 , 6883–6888 (2012)

    Артикул Google Scholar

  • 14.

    Х. Ю, Х. Лян, Дж.Ван, М. Ван, С. Ян, Получение и определение характеристик гидрофобных сфер из кремнеземного аэрогеля, продуктов методом со-прекурсоров. Твердофазный наука. 48 , 155–162 (2015)

    Артикул Google Scholar

  • 15.

    T.-Y. Вэй, Т.-Ф. Чанг, С.-Й. Люв, Приготовление монолитного аэрогеля диоксида кремния с низкой теплопроводностью путем сушки при атмосферном давлении. Варенье. Ceram. Soc. 90 , 2003–2007 (2007)

    Артикул Google Scholar

  • 16.

    А.П. Рао, А.В. Рао, Г. Пайонк, Гидрофобные и физические свойства высушенных при атмосферном давлении аэрогелей диоксида кремния с предшественником силиката натрия с использованием различных агентов модификации поверхности. Прил. Серфинг. Sci. 253 , 6032–6040 (2007)

    Артикул Google Scholar

  • 17.

    N.D. Hegde, H. Hirashima, A.V. Рао, Двухэтапная золь-гель обработка гидрофобных аэрогелей диоксида кремния на основе ТЭОС с использованием триметилэтоксисилана в качестве сопредшественника.J. Porous Mater. 14 , 165–171 (2007)

    Артикул Google Scholar

  • 18.

    А.В. Рао, Р.Р. Калеш, Г.М. Пайонк, Гидрофобность и физические свойства аэрогелей диоксида кремния на основе ТЭОС с использованием фенилтриэтоксисилана в качестве компонента синтеза. J. Mater. Sci. 38 , 4407–4413 (2003)

    Артикул Google Scholar

  • 19.

    PM Шевале, А. Рао, А.П. Рао, Влияние различных триметилсилилирующих агентов на гидрофобные и физические свойства кремнеземных аэрогелей. Прил. Серфинг. Sci. 254 , 6902–6907 (2008)

    Артикул Google Scholar

  • 20.

    A.P. Rao, G.M. Пайонк, А. Рао, Влияние условий приготовления на физические и гидрофобные свойства двухстадийных высушенных при атмосферном давлении аэрогелей кремнезема. J. Mater. Sci. 40 , 3481–3489 (2005)

    Артикул Google Scholar

  • 21.

    А.В. Рао, М. Кулькарни, Д. Амалнеркар, Т. Сет, Супергидрофобные кремнеземные аэрогели на основе предшественника метилтриметоксисилана. J. Noncryst. Твердые вещества 330 , 187–195 (2003)

    Артикул Google Scholar

  • 22.

    N.D. Hegde, A.V. Рао, Физические свойства эластичных аэрогелей кремнезема на основе метилтриметоксисилана, полученных двухстадийным золь-гель процессом. J. Mater. Sci. 42 , 6965–6971 (2007)

    Артикул Google Scholar

  • 23.

    А.П. Рао, А.В. Рао, Г. Пайонк, Гидрофобные и физические свойства двухстадийных высушенных при атмосферном давлении аэрогелей кремнезема с различными обменными растворителями. J. Solgel Sci. Technol. 36 , 285–292 (2005)

    Артикул Google Scholar

  • 24.

    А.В. Рао, М. Маниш, Гидрофобные свойства кремнеземных аэрогелей на основе TMOS / TMES. Матер. Res. Бык. 37 , 1667–1677 (2002)

    Артикул Google Scholar

  • 25.

    Х. Тамон, Т. Соне, М. Окадзаки, Контроль мезопористой структуры кремнеземного аэрогеля, полученного из TMOS. J. Colloid Interface Sci. 188 , 162–167 (1997)

    Артикул Google Scholar

  • 26.

    С. Чакраборти, А.А. Писал, В. Котари, А. Рао, Синтез и характеристика покрытий из армированного волокном аэрогеля из диоксида кремния для тепловой защиты ». Adv. Матер. Sci. Англ. 2016 , 8 (2016)

    Артикул Google Scholar

  • 27.

    З. Ли, Л. Гонг, Х. Ченг, С. Хе, К. Ли, Х. Чжан, Гибкие композиты с аэрогелем на основе диоксида кремния, усиленные арамидными волокнами, и их термические свойства. Матер. Des. doi: 10.1016 / j.matdes.2016.03.063 ( в печати )

  • 28.

    Y. Lia, H. Wu, Y. Ding, S. Yin, M. Wang, A. Cao, Engineering Thermal and механические свойства гибких армированных волокном аэрогелевых композитов. J. Solgel. Sci. Technol. 63 , 445–456 (2012)

    Артикул Google Scholar

  • 29.

    H. Wu, Y. Liao, Y. Ding, H. Wang, C. Peng, S. Yin, Технические термические и механические свойства многослойных армированных волокном композитов с аэрогелем. Тепловая транс. Англ. 35 , 106–1070 (2014)

    Артикул Google Scholar

  • 30.

    Дж. Чжао, Д. Ге, С. Чжан, X. Вэй, Исследования термических свойств композита кремнеземный аэрогель / эпоксидная смола. Матер. Sci. Форум 546–549 , 1581–1584 (2007)

    Статья Google Scholar

  • 31.

    И.-К. Юнг, Дж.Л. Гурав, Т.-Дж. Ха, С.Г. Чой, С. Бэк, Х.-Х. Парк, Свойства кремнеземных аэрогелей, гибридизированных с наночастицами SiO 2 путем сушки при атмосферном давлении. Ceram. Int. 38 , 105–108 (2012)

    Артикул Google Scholar

  • 32.

    W.L. Джонсон, Дж. Демко, Дж.Э. Фесмир, Анализ и тестирование конфигураций многослойной и аэрогелевой изоляции, в книге Advances in Cryogenic Engineering: Transactions of the Cryogenic Engineering Conference , vol 55 (2010)

  • 33.

    Х. Чжан, С. Хонг, Ю. Цяо, Синтез, структурные и термические свойства нанопористых аэрогелей на основе sio 2 , в книге «Достижения нанокомпозитов - синтез, характеристика и промышленное применение», , изд. Б. Редди (2011). ISBN: 978-953-307-165-7

  • 34.

    D. Ge, L. Yang, Y. Li, J.P. Zhao, Гидрофобные и теплоизоляционные свойства композита кремнеземный аэрогель / эпоксидная смола. J. Noncryst. Твердые тела 355 , 2610–2615 (2009)

    Артикул Google Scholar

  • 35.

    Х. Ян, Ф. Е, К. Лю, Й. Гао, Микроструктура и свойства композитов Si 3 N 4 / кремнезем-аэрогель, изготовленных золь-гель методом путем сушки при атмосферном давлении. Матер. Des. 85 , 438–443 (2015)

    Артикул Google Scholar

  • 36.

    Б. Юань, С. Дин, Д. Ван, Г. Ван, Х. Ли, Теплоизоляционные свойства композитов кремнеземный аэрогель / стекловолокно, изготовленных прессованием. Матер. Lett. 75 , 204–206 (2012)

    Артикул Google Scholar

  • 37.

    Дж. Фэн, Ч. Чжан, Дж. Фэн, Углеродные аэрогелевые композиты, армированные углеродным волокном, для теплоизоляции, полученные путем мягкого армирования. Матер. Lett. 67 , 266–268 (2012)

    Артикул Google Scholar

  • 38.

    Z.-G. Ву, Ю.-Х. Чжао, Д.-С. Лю, Синтез и характеристика мезопористых аэрогелей диоксида кремния-диоксида циркония.J. Микропористый мезопористый материал. 68 , 127–132 (2004)

    Артикул Google Scholar

  • 39.

    D.M. Смит, А. Маскара, У. Боэс, Теплоизоляция на основе аэрогеля. J. Noncryst. Твердые вещества 225 , 254–259 (1998)

    Артикул Google Scholar

  • 40.

    M.A.B. Мидор, С. Вивод, Л. Маккоркл, Д. Куэйд, Р.М. Салливан, Л.Дж. Гон, Н. Кларк, Л.А. Кападона, Усиление сшитых полимерных аэрогелей углеродными нановолокнами.J. Mater. Chem. 18 , 1843–1852 (2008)

    Артикул Google Scholar

  • 41.

    Паспорт безопасности материалов «Аэрогелевой термообертки». http://www.cabotcorp.com/solutions/products-plus/aerogel/blanket

  • 42.

    N. Bheekhun, A.R.A. Талиб, М.Р. Хассан, Аэрогели в аэрокосмической отрасли: обзор. Adv. Матер. Sci. Англ. 2013 , 18 (2013)

    Артикул Google Scholar

  • 43.

    P.C. Thapliyal, K. Singh, Aerogels как перспективные теплоизоляционные материалы: обзор. J. Mater. 2014 , 127049 (2014). DOI: 10.1155 / 2014/127049

    Google Scholar

  • 44.

    E. Cuce, P.M. Куче, К.Дж. Вуд, С.Б. Риффат, К теплоизоляции зданий на основе аэрогеля: всесторонний обзор. Обновить. Поддерживать. Energy Rev. 34 , 273–299 (2014)

    Статья Google Scholar

  • 45.

    R. Baetens, B.P. Джелле, А. Густавсен, Изоляция из аэрогеля для строительства: обзор современного состояния. Энергетика. 43 , 761–769 (2011)

    Артикул Google Scholar

  • 46.

    М. Венкатараман, Р. Мишра, Т.М. Котреш, Дж. Милитки, Х. Джамшайд, Аэрогели для теплоизоляции в высокоэффективных тканях high performance. Текст. Прог. 48 , 55–118 (2016)

    Артикул Google Scholar

  • 47.

    М.Дж. Берчелл, Г. Грэм, А. Кирсли, Сбор космической пыли в аэрогеле. Анну. Rev. Earth Planet Sci. 34 , 385–418 (2006)

    Артикул Google Scholar

  • 48.

    Дж. Э. Фесмир, Системы изоляции из аэрогеля для космических запусков. Криогеника 46 , 111–117 (2006)

    Статья Google Scholar

  • 49.

    Дж. Э. Фесмир, Дж. П. Сасс, Применение аэрогелевой изоляции для резервуаров ракет-носителей с жидким водородом.Криогеника 48 , 223–231 (2008)

    Статья Google Scholar

  • 50.

    D.M. Смит, Р.У. Боэс, А. Маскара, Многослойный изоляционный композит. Номер патента: US 6,485,805 B1, 26 ноября 2002 г.

  • 51.

    R.M. Трифу, Г.Л. Гоулд, К. Кассим, Дж.Л. Кларк, Сверхлегкая аэрогелевая суперизоляция в качестве замены MLI, Труды «Проектирование, строительство и эксплуатация в сложных средах: Земля и космос, 2004, », под редакцией Р.Б. Малла, А. Маджи, стр. 976–982

  • 52.

    M.K. Маттиас, Л. Хубер, С. Чжао, У. Дж. Мальфаит, Прорыв в рентабельном, масштабируемом производстве супер изолирующих, высушенных в условиях окружающей среды аэрогелей диоксида кремния и гибридных аэрогелей диоксида кремния-биополимера: от лаборатории до экспериментального масштаба. J. Solgel. Sci. Technol. (2016). DOI: 10.1007 / s10971-016-4012-5

    Google Scholar

  • Монтируемая, высушенная в условиях окружающей среды, высокотемпературная изоляция на основе диоксида кремния (Журнальная статья)

    Ченг, Эрик Цзяньфэн, Томпсон, Трэвис, Сальвадор, Джеймс Р., Ван, Синь, Мэлони, Райан и Сакамото, Джефф. Монтируемая, высушенная в условиях окружающей среды, высокотемпературная изоляция на основе диоксида кремния . США: Н. П., 2017. Интернет. DOI: 10.1016 / j.actamat.2017.01.060.

    Ченг, Эрик Цзяньфэн, Томпсон, Трэвис, Сальвадор, Джеймс Р., Ван, Синь, Мэлони, Райан и Сакамото, Джефф. Монтируемая, высушенная в условиях окружающей среды, высокотемпературная изоляция на основе диоксида кремния .Соединенные Штаты. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2017.01.060

    Ченг, Эрик Цзяньфэн, Томпсон, Трэвис, Сальвадор, Джеймс Р., Ван, Синь, Мэлони, Райан и Сакамото, Джефф. Пт. «Монолитная, высушенная в условиях окружающей среды высокотемпературная изоляция на основе диоксида кремния». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2017.01.060. https://www.osti.gov/servlets/purl/1354654.

    @article {osti_1354654,
    title = {Монолитная, высушенная в условиях окружающей среды, высокотемпературная изоляция на основе диоксида кремния},
    author = {Ченг, Эрик Цзяньфэн и Томпсон, Трэвис и Сальвадор, Джеймс Р. и Ван, Син и Мэлони, Райан и Сакамото, Джефф},
    abstractNote = {Новый золь-гель химический подход был разработан для обеспечения простой интеграции монолитной, высушенной в условиях окружающей среды изоляции в высокотемпературные области применения.Изоляция была изготовлена ​​на основе диоксида кремния, синтезированного с использованием метилтриметоксисилана (МТМС) в качестве прекурсора. MTMS создал уникальную микроструктуру кремнезема, которая была механически прочной, макропористой и супергидрофобной. Чтобы обеспечить возможность заливки в небольшие ортогональные элементы и вокруг них, были добавлены волокна диоксида циркония для увеличения жесткости и сведения к минимуму сжатия, которое в противном случае могло бы вызвать растрескивание во время сушки. Радиационный перенос тепла был уменьшен за счет добавления порошка диоксида титана в качестве глушителя. Для оценки соответствия технологии высокотемпературных термоэлектрических генераторов был проведен полный набор характеристик материалов.Силикагель был термически стабильным, сохранял супергидрофобность при краевом угле смачивания воды> 150 ° и демонстрировал высокое электрическое сопротивление> 1 ГОм, независимо от температуры нагрева (до 600 ° C в Ar в течение 4 ч). Кроме того, он показал модуль Юнга ~ 3,7 МПа при комнатной температуре и низкую теплопроводность <0,08 Вт / м · К до и после термообработки. Таким образом, основываясь на простоте производственного процесса и оптимизированных свойствах материала, мы считаем, что эта технология может действовать как эффективная монолитная теплоизоляция (CTI) для термоэлектрических генераторов и множества других приложений, требующих улучшенного теплового КПД.},
    doi = {10.1016 / j.actamat.2017.01.060},
    url = {https://www.osti.gov/biblio/1354654}, journal = {Acta Materialia},
    issn = {1359-6454},
    число = C,
    объем = 127,
    place = {United States},
    год = {2017},
    месяц = ​​{2}
    }

    аэрогелей как перспективные теплоизоляционные материалы: обзор

    аэрогели представляют собой твердые вещества с высокой пористостью (<100 нм) и, следовательно, обладают чрезвычайно низкой плотностью ( 0.003 г / см 3 ) и очень низкой проводимостью ( 10 мВт / мК). В последние годы аэрогели привлекают все больше и больше внимания благодаря своим удивительным свойствам, а также их существующим и потенциальным применениям в широком диапазоне технологических областей. Здесь представлен обзор аэрогелей и их применения в качестве компонентов ограждающих конструкций здания и соответствующих улучшений с точки зрения энергоэффективности, включая рабочие характеристики. В этом обзоре рассматриваются теплоизоляционные свойства аэрогелей и исследования структурных особенностей, которые могут быть полезны для ограждающих конструкций зданий.Усовершенствования систем теплоизоляции имеют в будущем перспективы значительной экономии потребления первичной энергии. Можно сделать вывод, что аэрогели имеют большой потенциал в широком спектре применений, таких как энергоэффективная изоляция, окна, акустика и так далее.

    1. Введение

    Дефицит предложения, ограниченная доступность и рост цен на энергию во всем мире подчеркивают необходимость немедленного энергосбережения как в богатых нефтью, так и в нефтедобывающих странах. Эффективным способом экономии энергии является улучшение теплоизоляции зданий, особенно в жарком климате, где потребность в энергии для охлаждения с помощью кондиционирования воздуха сравнительно выше.Помимо потребности в энергосбережении, использование материалов с высокими изоляционными свойствами также оправдано повышенным уровнем комфорта и увеличением срока службы здания. Тепловые характеристики в значительной степени зависят от теплопроводности стенок ячеек и матрицы ячеек, а также излучения и конвекции, причем матрица ячеек является наиболее важным фактором при определении общих характеристик теплопередачи. Тепловые свойства некоторых общедоступных изоляционных материалов приведены в таблице 1.

    9045 Нет 9045 или поддерживает горение 9045 9045 Сложно использовать для устранения недостатков; может стать дорогостоящим 9045

    S.номер Материал -значение (на дюйм) Зеленый Легковоспламеняющийся Примечание

    1 Минеральная вата —3,1
    2 Стекловолокно —3,1 Да Нет Не впитывает воду
    3 Полистирол (EPS) —8 —8
    4 Пенополиуретан —6.3 Нет Да Обеспечивает отличный звукоизолятор
    5 Целлюлоза —3,7 Да Да Содержит наибольшее количество переработанного содержимого

    Теплопроводность меняется со временем из-за изменений в составе клеточного матрикса. Температура окружающего воздуха и внешней поверхности здания в жарком климате Азии и Африки намного выше, чем в холодном климате Австралии, Европы и Америки, при расчете теплопроводности при старении следует учитывать температуру 38 ° C.Помимо специфических для продукта параметров изменения теплопроводности, средней температуры и водопоглощения также являются другими важными влияющими факторами.

    Согласно IUPAC, аэрогель определяется как гель, состоящий из микропористого твердого вещества, в котором дисперсной фазой является газ [1]. Aegerter et al. определил аэрогели как гели, в которых жидкость заменена воздухом с очень умеренной усадкой твердой сетки [2]. Аэрогель - это в основном синтетический пористый сверхлегкий материал, полученный из геля, в котором жидкий компонент геля заменен газом; например, аэрогели графена настолько легкие, что могут лежать на листе травы.Сочетание высокой пористости и чрезвычайно малых пор обеспечивает аэрогели их исключительными свойствами: твердое тело с чрезвычайно низкой плотностью и низкой теплопроводностью [3]. Аэрогели иногда также известны под разными названиями, такими как замороженный дым, твердый дым, твердый воздух или синий дым из-за полупрозрачности и способа рассеивания света в материале [4]. Типичная структура аэрогеля показана на рисунке 1.

    Аэрогели вместе с вакуумными изоляционными панелями являются одними из новых многообещающих высокоэффективных тепло- и звукоизоляционных материалов для возможных строительных применений и в настоящее время являются основным рынком для аэрогелей, в то время как другие приложения, такие как Также возможны абсорбенты, амортизаторы, хранилища ядерных отходов, аккумуляторы и катализаторы [5–13].Список имеющихся в продаже аэрогелей с их торговыми наименованиями приведен в Таблице 2.


    905 905

    S. номер Продукт Приложения Каталожные номера

    1 Cabot (i) Пеллеты, композит
    (ii) Дневное освещение
    (iii) Изоляция нефте- и газопроводов
    (iv) Криоизоляция
    [73, 74]

    2 Aspen aerogels (i) Строительные материалы
    (ii) Изоляция из гибкого одеяла
    (iii) Нефтегазовый трубопровод
    (iv) Аэрокосмическая промышленность, одежда
    [74–76]

    3 Nanopore (i) Вакуумные изоляционные панели
    (ii) Транспортные контейнеры
    (iii) Охлаждение
    (iv) Одежда
    [74]

    Аэрогели обычно характеризуются твердым телом низкой плотности, низким оптическим показателем преломления, низкой теплопроводностью, низкой скоростью звука через материалы, высокой площадь поверхности и низкая диэлектрическая проницаемость.

    В этой статье авторы представили обзор аэрогелей и их применения в качестве компонентов ограждающих конструкций здания и соответствующих улучшений с точки зрения энергоэффективности. Сюда входят теплоизоляционные свойства аэрогелей и исследования конструктивных особенностей, которые могут быть полезны при ограждении зданий. Этот обзор состоит из двух частей: во-первых, общее обсуждение аэрогелей относительно того, как они обладают такими высокими термическими качествами и каковы их физические свойства, которые будут полезны при изготовлении изоляционных материалов, и, во-вторых, их замечательные свойства, обусловленные исключительными физическими и химическими свойствами. состав аэрогелей.

    2. Аэрогели

    Прохождение тепловой энергии через изоляционный материал происходит за счет трех механизмов: твердой проводимости, газовой проводимости и радиационной (инфракрасной) передачи. Сумма этих трех компонентов дает общую теплопроводность материала. Электропроводность - это внутреннее свойство конкретного материала. Улучшение термического сопротивления ограждающей конструкции здания может быть достигнуто за счет уменьшения теплопроводности.

    Fricke et al.наблюдали, что как проводимость твердого тела, так и проводимость газа были пропорциональны плотности, как показано ниже: Hümmer et al. с использованием этих соотношений получено следующее соотношение для радиационной проводимости, которое является относительным уравнением теплопроводности непрозрачных аэрогелей кремнезема: где (кг / м 3 ) - плотность; ,,, и (Вт / м.К) - полная проводимость, проводимость для газа, проводимость для твердого тела и радиационная проводимость соответственно; - температура, а индекс 0 означает, что параметры относятся к эталонному материалу из аэрогеля [14].

    Аэрогель состоит из более чем 90% воздуха, имеет чрезвычайно низкий вес, прозрачность и отличную теплопроводность. Благодаря всем этим свойствам аэрогель является идеальным материалом для теплоизоляции [15, 16]. Также их высокий коэффициент пропускания видимого солнечного света желателен для применения в окнах. Дальнейшее снижение теплопроводности аэрогеля может наблюдаться при вакуумировании ниже 50 гПа; теплопроводность снизилась из-за удаления порового газа. Суперизоляции с чрезвычайно низкой теплопроводностью могут быть реализованы с помощью вакуумированного высокопористого порошка, волокна или гелевых прокладок.Из-за эффекта Кнудсена теплопроводность может стать ниже, чем у неподвижного воздуха, то есть даже меньше 25 мВт / м · К [17].

    Например, кремнеземный аэрогель представляет собой высокопористый материал с диаметром пор в диапазоне 10–100 нм. Пористость составляет более 90%, а теплопроводность ниже, чем у воздуха, что делает эти аэрогели высокоизолирующим материалом. Пространство, не занятое твердыми частицами в аэрогеле, обычно заполнено воздухом (или другим газом), если материал не герметизирован под вакуумом.Эти газы также могут переносить тепловую энергию через аэрогель. Поры аэрогеля кремнезема открыты и позволяют газу проходить через материал. Последний способ переноса тепла через кремнеземные аэрогели включает инфракрасное излучение [14]. Сулеймани Дорче и Аббаси сообщили о синтезе прозрачных аэрогелей на основе наноструктурированного кремния с диаметром пор 20–40 нм [18].

    Молекулы воды не сильно взаимодействуют со стенками пор гидрофобного аэрогеля и поэтому не теряют много энергии при столкновении со стенкой, и движение этих молекул не будет значительно замедлено.Соответственно, аэрогель обладает высокой воздухопроницаемостью, то есть высокой селективностью проникновения между водяным паром и парами агента. Аэрогели титана продемонстрировали превосходную мезопористую структуру для применения в качестве фотоанодов сенсибилизированных красителями солнечных элементов с повышением эффективности преобразования энергии на 16% [19]. Кремнезем, полученный из золь-геля, нашел широкое применение в качестве биосовместимого каркаса для иммобилизации клеток. Впервые описан новый метод быстрого, воспроизводимого и чувствительного обнаружения ризобий с помощью аэрогелей [20].

    Теплоизоляционные свойства аэрогелей также тесно связаны с их акустическими свойствами. Распространение звука в аэрогелях зависит от природы и давления газа внедрения, его плотности и, в более общем смысле, текстуры [21]. Различные области применения аэрогелей приведены на Рисунке 4.

    3. Классификация аэрогелей

    Аэрогели можно классифицировать на основе следующего [22]: (a) По внешнему виду (i) Монолит (ii) Порошок ( iii) Пленка / войлок (b) На основе методов приготовления (i) Аэрогель (ii) Ксерогель (iii) Криогель (iv) Другие материалы, связанные с аэрогелем (c) На основе различных микроструктур (i) Микропористый аэрогель (ii) ) Мезопористый аэрогель - (iii) Смешанный пористый аэрогель (d) На основе химической структуры (i) Оксиды (ii) Полимеры (iii) Смешанный (iv) Гибридный (v) Композитный.

    4. Приготовление аэрогелей

    Различные типы аэрогелей могут быть приготовлены с использованием оксида алюминия, хрома, оксида олова и углерода, но получение аэрогеля на основе диоксида кремния сравнительно проще и надежнее. Аэрогели синтезируются с помощью золь-гель процесса, состоящего из трех основных этапов [Рисунок 3].

    (1) Препарат для геля . Твердые наночастицы увеличивают сшивку и, наконец, образуют трехмерную твердую сеть с порами, заполненными растворителем. Для начала гель создается в растворе, а затем жидкость осторожно удаляется, чтобы аэрогель оставался нетронутым; первоначально происходит создание коллоидной суспензии твердых частиц, известной как «золь»; например, силикагели синтезируются путем гидролиза мономерных тетрафункциональных и трифункциональных предшественников алкоксида кремния с использованием минеральной кислоты или основания в качестве катализатора [23, 24].Есть много способов создать золь-гели на основе диоксида кремния. Один из них заключается в смешивании тетраэтоксисилана Si (OC 2 H 5 ) 4 с этанолом и водой для его полимеризации и получения силикагеля на водной основе, как показано в (3). Растворитель, такой как метанол, используется для извлечения и замены воды [25]:

    (2) Старение геля . Придает прочность структуре геля. Приготовленный ранее гель выдерживается в материнском растворе [26]. Этот процесс старения укрепляет гель, так что на этапе сушки происходит минимальная усадка [27].После гелеобразования гель оставляют нетронутым в растворителе для завершения реакции. После завершения реакции образуется продукт аэрогеля. Неорганические аэрогели могут быть получены с помощью золь-гель обработки, метода, который требует использования алкоксидов или солей металлов в спиртовых или водных растворах и подвергания сверхкритической сушке.

    (3) Сушка . Растворитель необходимо удалить, сохраняя твердую сетку аэрогеля. Это можно сделать либо путем сверхкритической сушки, либо в условиях окружающей среды.Материалы аэрогеля обычно получают путем удаления растворителя, содержащегося в гелевой матрице, путем экстракции в сверхкритической текучей среде. Этого можно достичь, доведя систему растворителей геля до температуры и давления выше ее критических, а затем снижая давление выше критической температуры до тех пор, пока не останется только пар.

    Альтернативно, гелевую систему растворителей можно экстрагировать из влажного геля подходящим растворителем. Жидкая двуокись углерода - самый популярный экстракционный растворитель, поскольку он недорог и имеет относительно низкие критические температуру и критическое давление [28–31].

    Аэрогели диоксида кремния без трещин можно также получить путем замены растворителя и последующей модификации поверхности влажных гелей с использованием изопропилового спирта, триметилхлорсилана или раствора н-гексана [32]. Физика и химия, участвующие в синтезе аэрогелей, подробно описаны в литературе по аэрогелям [18, 23, 33–37].

    Для плотного кремнезема проводимость твердого тела относительно высока (одно стеклянное окно пропускает большое количество тепловой энергии). Однако кремнеземные аэрогели содержат очень небольшую (~ 1–10%) долю твердого кремнезема.Кроме того, присутствующие твердые тела состоят из очень мелких частиц, связанных в трехмерную сеть со множеством «тупиков». Следовательно, перенос тепла через твердую часть аэрогеля кремнезема происходит по очень извилистому пути и не особенно эффективен [38]. Использование со-предшественника метилтриметоксисилана делает аэрогель гидрофобным и позволяет удерживать капли воды на поверхности [39]. Пористость кремнеземных аэрогелей была определена гелиевым пикнометрическим методом по следующей формуле и составила 1900 кг / м 3 [40]: где - объемная плотность, - плотность скелета.

    Гидрофобные аэрогели также были получены методом сопредшественников, впервые предложенным Шмидтом и Швертфегером [13]. Было замечено, что скорости гидролиза и конденсации всех сопредшественников ниже, чем у TEOS, поскольку первый содержит одну или несколько нереакционноспособных алкил / арильных групп, которые не поддаются гидролизу, а трехмерная твердая сетка достигается в соответствии со следующей химической реакцией: Когда достаточное количество ТЭОС гидролизуется, силильные группы сопредшественника присоединяются к кластерам кремнезема в соответствии со следующими химическими реакциями: (6) Поскольку кластеры кремнезема присоединяются к негидролизуемым органическим группам (силил) на своей поверхности, аэрогели становятся гидрофобный.Гидрофобность аэрогелей будет увеличиваться с увеличением количества алкильных / арильных групп, прикрепленных к поверхности [41].

    В случае органических аэрогелей, полученных в результате золь-гель-полимеризации резорцина с формальдегидом, компоненты теплопроводности четко коррелируют со структурой аэрогеля; то есть проводимость твердого тела может определяться пористостью и связностью между частицами, в то время как на проводимость газа может влиять размер пор, а удельное массовое поглощение инфракрасного излучения строительными элементами влияет на перенос излучения [42].

    Полимерные аэрогели были приготовлены из смесей, содержащих фиксированное стехиометрическое количество формальдегида и различные пропорции резорцина (RF) и 2,4-дигидроксибензойной кислоты (DHBAF) с целью объединения преимуществ большого объема мезопор и содержания твердых веществ в RF аэрогелях. с ионообменной емкостью аэрогелей DHBAF, и результаты показывают, что свойства аэрогеля систематически меняются при изменении условий синтеза. Было обнаружено, что добавление R к смеси для синтеза приводит к увеличению значений площади поверхности, объема мезопор и среднего диаметра при одновременном сохранении ионообменной способности влажного геля [43, 44].

    В TG-DTA некоторых образцов аэрогелей диоксида кремния наблюдается быстрое увеличение потери веса гидрофильных аэрогелей диоксида кремния при 50–100 ° C из-за испарения захваченного H 2 O и спиртовых групп из гидрофильных аэрогелей диоксида кремния, которые были получены реакциями конденсации групп Si-OH и Si (OC 2 H 5 ), тогда как процент потери веса незначителен вплоть до температуры термостабильности в случае гидрофобных аэрогелей [42].

    Влияние термической обработки на гидрофобность и удельную поверхность также исследовалось несколькими исследователями.Результаты этих исследований показывают, что гидрофобность кремнеземистого аэрогеля снижается с увеличением температуры нагрева до 350 ° C. При дальнейшем увеличении температуры нагрева до 500 ° C кремнеземный аэрогель становится полностью гидрофильным (рис. 2). Некоторые результаты для аэрогелей на основе сопрекурсоров MTES показывают, что гидрофобность кремнезема около 573 K, соответствующая окислению аэрогеля, может поддерживаться до 350 ° C [45, 46].



    5. Структурные особенности

    Аэрогели обладают необычным сочетанием высокой пористости и малого размера пор, что затрудняет определение характеристик пористости обычными методами, такими как внедрение ртути, термопорометрия и адсорбция / десорбция азота.Все эти методы основаны на приложении капиллярного давления к сетке аэрогеля, которое может вызвать большие объемные сжатия, приводящие к неправильным значениям размера и объема пор [27]. Аэрогели характеризуются очень низкой проницаемостью, что можно объяснить размером пор, подходящим для переноса паров / газов воды, но не для молекул воды [46]. Некоторые аэрогели, такие как углеродные аэрогели, могут быть получены в виде монолитов, шариков, порошков или тонких пленок, что делает их перспективными материалами для применения в адсорбции и катализе [47, 48].Органические полимерные аэрогели являются важными нанопористыми материалами, и их нанопористая структура может быть модифицирована химическими реакциями. Эти свойства позволяют улучшить потенциал аэрогелей из углеродных нанотрубок по сравнению с нынешними углеродными аэрогелями для таких приложений, как датчики, исполнительные механизмы, электроды и термоэлектрические устройства [49]. Пористость обеспечивает как доступность молекул, так и быстрый массоперенос за счет диффузии, и по этим причинам аэрогели были частью области гетерогенных каталитических материалов более 50 лет.Высокая пористость и мезоскопический диаметр пор структур аэрогеля позволяет электролиту проникать через всю частицу аэрогеля [50].

    Аэрогель обладает следующими характеристиками [22]: (1) Характеристики свойств (i) Сверхнизкая теплопроводность (ii) Сверхнизкий показатель преломления (iii) Сверхнизкая диэлектрическая проницаемость (iv) Большая площадь поверхности (v) Высокий показатель преломления (vi) Сверхнизкая относительная плотность (vii) Сверхвысокая пористость (2) Структурные характеристики (i) Гелеобразная структура на когерентных каркасах и порах нанометрового масштаба (ii) Иерархическая и фрактальная микроструктура (iii) Макроскопический монолит (iv) Случайно сшивающая сеть (v) Некристаллическое вещество.

    6. Преимущества аэрогелей

    На сегодняшний день аэрогели считаются одними из наиболее многообещающих теплоизоляционных материалов с высокими эксплуатационными характеристиками для применения в строительстве. Обладая низкой теплопроводностью (~ 13 мВт / мК), они демонстрируют замечательные характеристики по сравнению с традиционными теплоизоляционными материалами. Также более высокие коэффициенты пропускания в солнечном спектре представляют большой интерес для строительного сектора. Еще одним преимуществом аэрогелей является их видимая прозрачность для изоляционных материалов, что позволяет использовать их в окнах и мансардных окнах, что дает архитекторам и инженерам возможность заново изобретать архитектурные решения [51].Например, низкая теплопроводность, высокая солнечная энергия и коэффициент пропускания дневного света в монолитном аэрогеле кремнезема делают его очень интересным материалом для использования в окнах с высокой энергоэффективностью [52]. Для криогенных систем предпочтительным вариантом является многослойная изоляция (MLI). Однако для оптимальной эффективности MLI требуется высокий вакуум. Порошковые изоляционные материалы, такие как стеклянные микросферы и шарики аэрогеля, показали себя многообещающими при мягком вакууме и имеют структурное преимущество в том, что их намного проще устанавливать и обслуживать [53, 54].Благодаря пористой структуре и низкой плотности аэрогели могут улавливать космические снаряды, летящие со сверхскоростной скоростью (порядка км с −1 ). НАСА использовало аэрогель для улавливания частиц космической пыли и для теплоизоляции скафандров [55–57]. Одним из многообещающих приложений, способствующих разработке высококачественного прозрачного кремнеземного аэрогеля, было использование этого материала с низкой плотностью в физике в качестве черенковского детектора [58].

    Наши внутренние помещения загрязнены из-за выброса многих загрязняющих веществ, таких как хлорид из водопроводной воды, ЛОС из органических растворителей, формалин из мебели и красок, SO x и NO x в результате неполного сгорания газов и многих углеводородов , и так далее.Загрязняющие вещества, переносимые по воздуху, вызывают увеличение некоторых респираторных заболеваний и аллергий, таких как астма. Превращение переносимых по воздуху загрязнителей в нетоксичные соединения является эффективным способом их удаления и защиты окружающей среды. Аэрогели также можно использовать для очистки воздуха путем удаления переносимых по воздуху загрязняющих веществ и защиты окружающей среды от загрязняющих веществ [59]. Аэрогели потенциально более безопасны для окружающей среды, чем катализаторы на основе благородных металлов, из-за негативного воздействия на окружающую среду, связанного с добычей и обработкой металлов [60].

    Модификация аэрогелей важна для достижения определенной функциональности, и такая адаптация может начаться в процессе золь-гель процесса либо после гелеобразования, либо после получения аэрогеля. Это может быть выполнено посредством (а) функционализации поверхности аэрогелей для регулирования адсорбционной способности и (б) нанесения полимерного покрытия на поверхность аэрогеля. Гибридные аэрогели могут включать в себя внутренние свойства аэрогелей (высокую пористость и площадь поверхности) с механическими свойствами неорганических компонентов, а также функциональность и биоразлагаемость биополимеров [61–63].

    7. Ограничения аэрогелей

    Широко распространенное использование материалов аэрогелей в настоящее время ограничено в основном из-за их (i) высокой стоимости производства, (ii) плохих механических свойств, (iii) проблем со здоровьем.

    Сверхкритическая сушка - самый дорогой и рискованный аспект процесса изготовления аэрогелей [64]. В высшей степени желательной целью при приготовлении аэрогеля является устранение процесса сушки в сверхкритическом состоянии. Например, Гуо и Гуадалупе удалось синтезировать аэрогель на основе диоксида кремния из метастабильного пластинчатого композита посредством кооперативного взаимодействия между диоксидом кремния и поверхностно-активными веществами [65].Молекулы поверхностно-активного вещества, используемые для образования пор, могут быть удалены из сетки диоксида кремния путем традиционной экстракции растворителем. Пористая структура стабильна во время этой процедуры, в которой не используется сверхкритическая экстракция [66]. Аэрогели диоксида кремния очень хрупкие, но прочность монолитов аэрогелей диоксида кремния была улучшена более чем в 100 раз за счет сшивания строительных блоков наночастиц предварительно сформированных гидрогелей диоксида кремния с поли (гексаметилендиизоцианатом). Эти композитные монолиты намного менее гигроскопичны, чем природный кремнезем, и они не разрушаются при контакте с жидкостями [67].

    Аэрогели вызывают механическое раздражение глаз, кожи, дыхательных путей и пищеварительной системы. Небольшие частицы аэрогеля при вдыхании могут вызвать силикоз и т.д., а также вызвать сухость кожи, глаз и слизистых оболочек. Следовательно, при работе с аэрогелями необходимо носить защитное снаряжение, включая респираторную защиту, перчатки и очки [68].

    8. Выводы

    Краски и покрытия могут использоваться для теплоизоляции зданий, работы были выполнены также в CSIR-CBRI [69].Но аэрогели быстро становятся альтернативным материалом для теплоизоляции из-за их сверхнизкой теплопроводности. При приготовлении аэрогелей сверхкритическая сушка - наиболее эффективный процесс. При обычном приготовлении аэрогелей используется дорогое сырье и сверхкритическая сушка, что препятствует коммерциализации. Понятно, что для крупномасштабного промышленного производства аэрогеля необходимо снизить стоимость и риски. Аэрогели можно использовать в качестве строительного материала только в том случае, если мы сможем использовать их высокие теплоизоляционные свойства при небольшом весе и низкой стоимости.

    Мало что можно сделать для уменьшения переноса тепла через твердую структуру аэрогелей. Могут быть приготовлены аэрогели с более низкой плотностью (всего 0,003 г / см 3 ), что снижает количество присутствующего твердого вещества, но это приводит к механически более слабым аэрогелям. Кроме того, по мере уменьшения количества твердых частиц средний диаметр пор увеличивается (с увеличением газовой составляющей проводимости). Поэтому они, как правило, не подходят для изоляции.Углерод является эффективным поглотителем инфракрасного излучения и в некоторых случаях фактически увеличивает механическую прочность аэрогеля. При атмосферном давлении добавление углерода снижает теплопроводность с 0,017 до 0,0135 Вт / мК [Рисунок 5]. Минимальное значение для углеродного композита ~ 0,0042 Вт / м · К соответствует ~ R30 / дюйм. Таким образом, можно сделать вывод, что аэрогели имеют большой потенциал в будущем в широком диапазоне применений, таких как энергоэффективная изоляция, окна, акустика и так далее [41, 70, 71].


    Хиральный мезопористый SiO 2 (CMS), как показано на рисунке 6, может быть синтезирован с аминокислотными блок-сополимерами, и их акустически индуцированные оптические эффекты Керра (AIOKE) оказались очень высокими по сравнению с нехиральным SiO 2 и, следовательно, CMS могут быть использованы в устройствах квантовой электроники с акустическим управлением [72]. Недавно аэрогели с нанофибриллами целлюлозы (CNF) с превосходной упругостью во влажном состоянии и восстановлением формы при активации водой были изготовлены без химического сшивания путем самосборки из кристаллов льда из окисленных TEMPO CNF посредством метода циклического замораживания и оттаивания.Основная проблема заключается в усилении аэрогелей путем сшивания целлюлозными полимерами или включения нановолокон на основе целлюлозы. Другой проблемой является снижение стоимости производства композитных / гибридных аэрогелевых материалов за счет сушки при комнатной температуре и технологии непрерывного производства.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

    Благодарность

    Авторы благодарны директору CSIR-CBRI за его постоянное руководство и поддержку.

    Изоляционные материалы | Министерство энергетики

    Полиуретан - это вспененный изоляционный материал, в ячейках которого содержится газ с низкой проводимостью. Изоляция из пенополиуретана доступна в формулах с закрытыми и открытыми ячейками. В пене с закрытыми порами ячейки с высокой плотностью закрываются и заполняются газом, который помогает пене расширяться и заполнять пространства вокруг нее. Ячейки пенопласта с открытыми порами не такие плотные и заполнены воздухом, что придает изоляции губчатую текстуру и более низкую R-ценность.

    Как и пенополиизо, R-значение полиуретановой изоляции с закрытыми порами может со временем падать, поскольку часть газа с низкой проводимостью выходит, а воздух заменяет его, что называется термическим дрейфом или старением. Наибольший тепловой дрейф происходит в течение первых двух лет после изготовления изоляционного материала, после чего значение R остается неизменным, если только пена не повреждена.

    Фольга и пластиковые покрытия на жестких пенополиуретановых панелях могут помочь стабилизировать R-значение, замедляя тепловой дрейф.Светоотражающая пленка, если она установлена ​​правильно и обращена к открытому пространству, также может действовать как лучистый барьер. В зависимости от размера и ориентации воздушного пространства это может добавить еще один R-2 к общему тепловому сопротивлению.

    Полиуретановая изоляция доступна в виде вспененного жидкого вспененного материала и жесткого пенопласта. Из него также могут быть изготовлены ламинированные изоляционные панели с различными покрытиями.

    Нанесение полиуретановой изоляции распылением или вспенением на месте обычно дешевле, чем установка пенопластов, и эти приложения обычно работают лучше, потому что жидкая пена формируется на всех поверхностях.Вся производимая сегодня изоляция из пенополиуретана с закрытыми порами производится с использованием газа, не содержащего ГХФУ (гидрохлорфторуглерод), в качестве вспенивающего агента.

    Пенополиуретан низкой плотности с открытыми ячейками использует воздух в качестве вспенивателя и имеет значение R, которое не меняется с течением времени. Эти пены похожи на обычные пенополиуретаны, но более гибкие. В некоторых сортах с низкой плотностью в качестве пенообразователя используется двуокись углерода (CO2).

    Пена низкой плотности распыляется в открытые полости стенки и быстро расширяется, герметизируя и заполняя полость.Также доступна медленно расширяющаяся пена, предназначенная для полостей в существующих домах. Жидкая пена расширяется очень медленно, что снижает вероятность повреждения стены из-за чрезмерного расширения. Пена проницаема для водяного пара, остается эластичной и устойчива к впитыванию влаги. Он обеспечивает хорошую герметичность, огнестойкость и не поддерживает пламя.

    Также доступны жидкие пенополиуретаны на основе сои. Эти продукты могут применяться с тем же оборудованием, что и для пенополиуретанов на нефтяной основе.

    Некоторые производители используют полиуретан в качестве изоляционного материала в конструкционных изоляционных панелях (СИП). Для изготовления СИП можно использовать пенопласт или жидкую пену. Жидкая пена может быть введена между двумя деревянными обшивками под значительным давлением, и после затвердевания пена создает прочную связь между пеной и обшивкой. Стеновые панели из полиуретана обычно имеют толщину 3,5 дюйма (89 мм). Толщина потолочных панелей составляет до 7,5 дюймов (190 мм). Эти панели, хотя и более дорогие, более устойчивы к возгоранию и диффузии водяного пара, чем EPS.Они также изолируют на 30-40% лучше при заданной толщине.

    Аэрогель

    Высококачественный аэрогель на основе диоксида кремния в виде частиц позволяет создавать лучшие в своем классе решения для энергоэффективных зданий и промышленной инфраструктуры, создания поверхностей, безопасных при прикосновении, средств личной гигиены и многого другого.

    Аэрогель, известный как «лучший в мире изолирующий твердый материал», используется для улучшения тепловых характеристик энергосберегающих материалов и экологически чистых продуктов для зданий, промышленной инфраструктуры на суше и в море и потребительских товаров, а также в качестве высокоэффективная добавка к покрытиям и продуктам личной гигиены.Наша продуктовая линейка позволяет использовать широкий спектр форм продукции и приложений, в том числе:

    • Внутренние и внешние изоляционные штукатурки для воздухопроницаемых ограждающих конструкций и фасадов
    • Изоляционные плиты для внутренних изоляционных отделочных систем
    • Теплоизоляция Покрытия для поверхностей, безопасных для прикосновения, энергоэффективности, предотвращения коррозии под изоляцией (CUI), термических разрывов и контроля конденсации
    • Комплекты изоляции для подводных нефтегазовых трубопроводов
    • Архитектурное дневное освещение Панели, стеклопакеты и натяжные кровельные системы
    • Нетканые материалы для архитектурной мембранной кровли
    • Промышленная изоляция
    • Краска матовая со сверхнизким блеском Покрытия для промышленных поверхностей
    • Уличное снаряжение и одежда
    • Предметы личной гигиены , включая средства для ухода за кожей и косметикой

    Мы являемся мировым лидером в производстве высококачественного аэрогеля на основе диоксида кремния.Мы - единственная компания, которая разработала коммерческий процесс, позволяющий непрерывно производить аэрогель в условиях окружающей среды. Наш инновационный запатентованный процесс успешно производит высококачественный материал, эффективно обходя высокие затраты, связанные с традиционными методами производства аэрогелей, для безопасного, непрерывного производства этого универсального и высокоэффективного материала.

    • Лучшая теплоизоляция. Частицы аэрогеля представляют собой открытые, пористые, тонко структурированные, легкие и гидрофобные синтетические аморфные кремнеземы.В зависимости от марки частицы аэрогеля имеют диаметр от микрон до миллиметров. Его пористая структура меньше длины свободного пробега воздуха, что значительно ограничивает теплопроводность и, таким образом, значительно улучшает теплоизоляционные характеристики. Он водоотталкивающий, но также не пропускает водяной пар, что позволяет разрабатывать изоляционные материалы и системы, содержащие аэрогель, с регулированием и контролем влажности.
    • Дневной свет музейного качества. Частицы аэрогеля также полупрозрачны и эффективно рассеивают свет.Это делает аэрогель идеальным выбором для применений, где требуется рассеяние и рассеивание света, например, в осветительных приборах для зданий, архитектурных натяжных кровлях, антибликовых и антибликовых матовых покрытиях и пластмассах, светоизлучающих диодных (LED) диффузорах, дисплеях и освещении, а также более.
    • Высокоэффективная присадка. Airgel может похвастаться сверхвысокой площадью поверхности. В сочетании с высокой внутренней емкостью и супергидрофобностью частицы аэрогеля все чаще используются для таких применений, как фильтрация и связывание органических веществ, усиление наполненного полимера, абсорбция кожного сала в средствах личной гигиены, модификация тиксотропной реологии и многое другое.


    Сертификаты и декларации

    Как производится аэрогель? Почему аэрогель - лучший теплоизолятор? Узнайте больше о свойствах и применении аэрогеля в разделе часто задаваемых вопросов.

    Часто задаваемые вопросы

    Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

    Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Ответить

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *