Как изготовить эффективный и недорогой утеплитель своими руками

В данной статье расскажем, как снизить расходы на утепление дома, самостоятельно изготовив материалы для теплоизоляции из доступного сырья. Ведь сегодня ведущие тенденции современного строительства — это экономичность и энергоэффективность, хоть и могут эти два требования показаться противоречащими.

Свойства и особенности утеплителей

В строительстве применяются теплоизолирующие материалы различных форм-факторов: в виде рулонов, матов или твёрдых блоков. Сегодня речь пойдёт о сыпучем утеплителе на основе минерализованной древесины, пригодном для заполнения полостей в стенах и перекрытиях.

Основная функция насыпной теплоизоляции — устранение конвекционного и лучистого путей передачи тепла. При этом теплопроводность изолирующего слоя остаётся минимальной как из-за малой площади контакта между фрагментами утеплителя, так и благодаря его теплофизическим свойствам.

Изготовленный в кустарных условиях сыпучий теплоизолятор не отличается по сроку службы, безопасности и теплосберегающим характеристикам от материала, произведённого фабричным методом, поскольку все этапы обработки сырья могут быть воспроизведены и без индустриального оборудования. Однако это не относится к наиболее современным видам сыпучей теплоизоляции, такой как эковата, имеющей схожие свойства, но отличающейся форм-фактором, делающим её применение более удобным.

Конечные рабочие характеристики минерализованных отходов деревообработки можно обозначить следующими цифрами:

• Теплопроводность — 0,04–0.055 Вт/м·К (в зависимости от влажности).
• Насыпная плотность — 80–150 кг/м3 (в зависимости от размера щепы).
• Горючесть — Г1 (НГ при использовании добавок-антипиренов).
• Срок эксплуатации до замены — более 20 лет.
• Усадка — до 10–15 % в сухом состоянии.

Чтобы сразу закрыть вопросы об экологической безопасности, которые возникают по причине использования широкого спектра химических средств — в готовом состоянии минерализованная древесина не выделяет летучих соединений и единственный потенциальный вред здоровью (раздражение кожи и дыхательных путей, аллергические реакции) может быть нанесён только при непосредственном контакте. Поскольку в правильно устроенной каркасной конструкции утеплитель эксплуатируется в полностью изолированном объёме, его попадание в обитаемый объём здания невозможен.

Сфера и правила применения минерализованной древесины

Главная сложность применения теплоизоляционных материалов, не обладающих собственной жёсткостью, это опасность слёживания. Подобные явления характерны как для насыпной теплоизоляции, так и для рулонной. Правда, альбомы технических решений поясняют нюансы применения материалов фабричного производства, однако вопрос относительно правильного использования самодельной минерализованной щепы остаётся открытым.

Можно с уверенностью сказать, что при заполнении полостей в перекрытиях усадка насыпного материала не оказывает сколь-нибудь существенного влияния. На то есть простая причина: снижение толщины и уплотнение горизонтального теплозащитного пояса приводит лишь к незначительному увеличению теплопроводности и никак не влияет на качество примыкания к вертикальным поясам, таким образом общая теплозащита здания остаётся непрерывной.

Проблемы возникают при заполнении полостей в вертикальных ограждающих конструкциях, где с ростом высоты пояса растёт и воздействие массы утеплителя на нижний слой. При использовании эковаты, например, с подобными явлениями можно бороться путём выбора оптимальной плотности теплоизоляции и за счёт придания ей клейких свойств в момент задувания, чем обеспечивается качественное сцепление наполнителя с элементами каркаса и обшивки.

При использовании минерализованной древесины такой подход себя не оправдывает. Прежде всего потому, что в процессе изготовления крайне сложно прогнозировать итоговую плотность материала, а если бы это и можно было сделать — трудно рассчитать требуемые параметры, исходя из варьирующейся высоты и толщины полостей.

Однако применять минерализованную щепу для утепления стен каркасного дома можно, поскольку усадка происходит в основном не из-за деформации фрагментов изолятора, которые сами по себе достаточно твёрдые, а из-за просыпания вниз мелкой фракции. Ввиду вышесказанного нужно запомнить три основных правила:

1. Следует тщательно придерживаться рецептуры и технологии изготовления, не экономить на минерализующих ингредиентах.
2. Как сырье, так и готовый продукт следует подвергать сортировке для избавления от мелкой фракции.
3. При укладке насыпного утеплителя следует подстраховаться от усадки и принять дополнительные меры, о которых мы подробнее расскажем в заключительной части статьи.

Закупка ингредиентов для утеплителя

Основной минерализующей добавкой в приготовлении утеплителя выступает портландцемент и гашёная известь. Последняя также служит дегидратором, снижающим влажность готового материала после предварительной просушки.

Древесина в исходном состоянии не подвержена минерализации портландцементом или романцементом, гидратическому отверждению которого препятствуют различные водорастворимые примеси, содержащиеся в дереве. Чтобы нормализовать процесс, дерево следует подвергнуть химической обработке, по крайней мере поверхностной. Это, к прочему, позволит сделать древесину невосприимчивой к гниению, несъедобной для насекомых и грызунов.

В ходе химической обработки используются:

1. Борная кислота (H3BO3) — антисептик и антипирен.
2. Тетраборат натрия (Na2B4O7) — антисептик, консервант инсектицид.
3. Уксусная кислота (СH3COOH) — в концентрации свыше 30% преобразует несвязанную целлюлозу, повышает пористость.
4. Сульфат натрия (Na2SO4) — минерализующий реагент №1.
5. Хлористый барий (BaCl2) — минерализующий реагент №2.

В целом на 1 т просушенной стружки или щепы количество требуемых ингредиентов следующее:

• Портландцемент М300: 70–100 кг
• Гашёная известь: 80 кг
• Негашёная известь (опционально): 30 кг
• Н3BO3: 1,5 кг
• Na2B4O7: 4 кг
• СH3COOH (30%): 5–6 л
• Na2SO4: 20 кг
• BaCl2: 20 кг

Заготовка сырья для изготовления

Само древесное сырье можно приобрести практически бесплатно: утилизация стружки и опилок является головной болью для деревообрабатывающих предприятий. Другой вопрос в том, насколько качественный и подходящий материал вам смогут предложить, ведь никто сортировать отходы не будет. Есть несколько правил заготовки сырья:

1. Следует выбирать породы древесины с минимальной смолистостью — то есть преимущественно лиственные.
2. Опилки подходят только для изготовления наполнителя перекрытий, для стен потребуется стружка или щепа.
3. Сырьё должно быть однородным, избавленным от фрагментов коры, сучьев и различного мусора.
4. Следует избегать сырья, содержащего фрагменты со следами поражения синевой или серой плесенью. Сушка и минерализация не дают гарантии стерильности, а использование антисептических добавок приводит к неоправданному повышению токсичности материала.

Для изготовления утеплителя лучше всего подходят неликвидные остатки от лущения шпона, отходы обработки строганием, также весьма удачным решением будет использовать длинные опилки, остающиеся при роспуске крупногабаритных брёвен на крупных пилорамах. Таким образом сбор древесных отходов непременно нужно выполнять самостоятельно, причём сразу на выходе с деревообрабатывающего цеха, а не в общих отвалах. В ряде случаев имеет смысл изготавливать сырьё самостоятельно, пропуская неликвидные пиломатериалы или мелкие брёвна, очищенные от коры, через садовый измельчитель с дисковым или жерновым режущим органом.

Перед приготовлением утеплителя сырьё следует выдержать в течение продолжительного времени под открытым небом для снижения влажности до показателя 15–18%. Хранить стружку следует на водонепроницаемой подстилке слоем до 40–50 см, укрывая от осадков и открывая в ясную погоду. Периодически следует перемешивать массу, поднимая наверх наиболее увлажнённую её часть.

Технология производства утеплителя самостоятельно

Процесс обработки и минерализации древесины связан с протеканием цепочки химических реакций, для чего требуется соблюдение ряда условий. Производство следует вести на открытом воздухе при температуре не ниже 20 °С. Лучше всего производить обработку крупными порциями, чтобы не нарушить соотношение ингредиентов, при этом периодически следует производить перемешивание. Наилучшим образом для приготовления подходит бетономешалка объёмом 0,25–0,4 м3.

Технологически правильным считается подвергнуть древесину первоначальной обработке. Сперва производится смачивание уксусной кислотой, которая в ходе перемешивания разбавляется водой для равномерного распределения по сырью. После полного смачивания массы её нужно выдержать примерно в течение часа. Затем можно без высушивания добавлять негашёную известь и производить дополнительное смачивание водой до полного прекращения химической реакции. Перед дальнейшими действиями сырьё следует тщательно просушить на открытом воздухе.

На втором этапе производится внутренняя (первичная минерализация). Суть её заключается в том, чтобы заполнить поры древесины нерастворимыми и невыщелачиваемыми солями. Для этого сначала стружку вымачивают в растворе сульфата натрия, затем — хлорида бария. В ходе реакции замещения в порах остаются кристаллы поваренной соли и сернокислого бария, древесина приобретает твёрдость, становится значительно менее горючей.

В ходе двух пропиток с промежуточной сушкой волокна распрямляются, что приводит к скручиванию стружки. Материал становится более объёмным и его можно подвергать поверхностной (вторичной) минерализации. Для этого производится смешивание древесины и портландцемента в сухом виде, после чего масса постепенно увлажняется. В ходе добавления воды вносятся добавки, обеспечивающие дополнительную огнестойкость и антисептические свойства. Часть добавок плохо растворима в воде, однако внесение с жидкостью обеспечивает более равномерное их распределение в массе. После вымачивания в цементном молоке производится сушка массы — сначала при постоянном перемешивании до начала процесса гидратации цемента, а после — на открытой площадке с периодическим перемешиванием во избежание образования крупных комьев. Когда масса становится почти сухой, её вручную следует перемешать с пушонкой. После выдержки на открытом воздухе в течение суток утеплитель можно фасовать и отправлять на длительное хранение.

Важно! Хотя большинство химических соединений, используемых в производстве, относительно безвредны, следует использовать спецодежду и средства индивидуальной защиты глаз и органов дыхания.

Правила укладки утеплителя в стены и перекрытия

В завершение несколько слов о том, как обеспечить сохранение свойств теплоизоляции в течение всего срока эксплуатации. Начать следует с того, что, как и большинство утеплителей, минерализованная древесина боится влаги. Поэтому полости ограждающих конструкций должны быть защищены супердиффузионной мембраной снаружи и паробарьером изнутри помещения.

Укладка минерализованной стружки в перекрытия производится обычным насыпанием при слое до 200 мм. Если требуется больше утеплителя, следует разделить пирог перегородкой, например, из ОСП или фанеры. Хотя грызуны не поедают такой утеплитель, они способны в нём устраивать гнёзда, поэтому торцы перекрытий нужно зашивать наглухо или использовать стальную сетку.

Каркасные стены, предназначенные под засыпку минерализованной древесиной, обязательно должны иметь жёсткую обшивку с обеих сторон. Для предотвращения усадки предусмотрено два способа. Первый — засыпка утеплителя ярусами высотой до 100 см, разделёнными поддерживающими перегородками. В качестве оных может быть использована тонкая фанера или хорошо натянутая пластиковая сетка. Второй способ — закладка утеплителя с лёгким увлажнением, однако при этом варианте следует выждать до двух недель при сухой погоде до устройства пароизоляции и наружной защитной мембраны.

Источник: rmnt.ru