Особенности технологии утепления шлаком полов из бетона и дерева

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

Характеристики и свойства шлака как утеплителя

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

Основные характеристики шлака следующие:

• плотность от 300 до 1000 кг/м³, в зависимости от присутствующих в составе компонент;
• удельный вес от 2,56 до 3,65 г/м³;
• размеры гранул от 0,7 до 20 мм;
• температура плавления до +1500⁰С;
• прочность на сжатие до 150 МПа;
• коэффициент теплопроводности от 0,0326 до 0,05 Вт/м·К.

Утепление потолка шлаком выгодно благодаря его отличным эксплуатационным свойствам:

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

Преимущества и недостатки утепления шлаком

Использовать шлак для утепления пола выгодно благодаря следующим его преимуществам:

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

Однако, у данного материала для теплоизоляции есть и недостатки:

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

Разновидности шлака

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

• топливный;
• каменноугольный;
• металлургический;
• доменный.

Топливный

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

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

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

Основными преимуществами данного вида шлаков являются:

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

Каменноугольный

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

Особенностями каменноугольных шлаков являются:

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

Металлургический

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

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

Доменный

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

Основные требования и критерии выбора

При выборе шлака необходимо обращать внимание на следующие характеристики:

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

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

Технология термоизоляции пола

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

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

Подготовительный этап

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

Список необходимых инструментов:

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

Потребуются такие материалы:

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

Монтаж на деревянное основание

Утепление деревянных полов с использованием шлака выполняется так:

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

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

Монтаж на бетонное основание

Укладка утеплителя на бетонные полы выполняется следующим образом:

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

Рекомендации по укладке насыпного шлакового утеплителя

Существует несколько важных нюансов, требующих обязательного их соблюдения при монтаже теплоизоляции:

• для повышения прочности поверхностного слоя необходимо укладывать армирующий слой (стальную сетку);
• высота слоя и плотность укладки определяют максимальные нагрузки на единицу площади, поэтому рекомендуется делать плотную качественную укладку;
• гидроизоляционное покрытие должно быть уложено без зазоров и с выполнением герметизации стыковочных швов, так как при намокании шлак теряет свои свойства;
• укладка на деревянные полы требует создания небольшого зазора (4-5 мм) между наружной обшивкой и поверхностью утеплителя в целях предотвращения накопления влаги во внутренних конструкциях;
• перед монтажом обшивки необходимо настелить слой пароизоляции прямо на шлаковый слой.

Процесс теплоизоляции полов с использованием шлака весьма простой, недорогой и эффективный. Технология доступна для освоения и реализации даже неспециалистами. Однако важными факторами для её реализации являются: высокая прочность основания и достаточная высота потолков.