Эковата (целлюлозная вата) — мелкозернистый (сыпучий) волокнистый тепло- и звукоизоляционный материал, представляющий собой измельченную вспененную целлюлозную древесную или бумажную массу, обработанную наполнителями (антисептиками и антипиренами), которые обеспечивают сопротивление распространению огня, гниению и плесневению материала, экологическую чистоту.
Основным сырьем для производства эковаты служит макулатура либо древесная целлюлоза, которые, в зависимости от технологии изготовления, занимают 80–88% от массы материала. В качестве антипирена используется бура, антисептика – борная кислота, на них в составе эковаты приходится до 12% и 8%, соответственно.
Плотность эковаты колеблется от 33 до 75 кг/куб. к, коэффициент теплопроводности – от 0.032 до 0.041 Вт/м·К.
К преимуществам эковаты относятся:
- высокие теплоизолирующие характеристики;
- низкая воздухопроницаемость;
- достаточно высокие показатели огнестойкости;
- высокие звукоизолирующие и шумоподавляющие характеристики;
- биостойкость;
- антикоррозийнные свойства;
- возможность нанесения в труднодоступных местах;
- отсутствие усадки при вертикальном монтаже;
- низкая стоимость.
Теплоизолирующие свойства эковаты обусловленны значительным содержанием стоячего воздуха в материале (85–92% от объема покрытия), другими словами, малой воздухопроницаемостью. При этом теплоизоляционные свойства эковаты в течение гарантийного срока службы (50 лет) не снижаются.
Кроме того, колебания относительной влажности воздуха (до 20%) не влияют на теплоизолирующую способность эковаты. График зависимости теплопроводности эковаты от содержания в материале влаги (для сравнения приведены графики для минеральной ваты) представлено на рисунке 1.
Рисунок 1. Зависимость теплопроводности эковаты и минеральной ваты от содержания влаги в материале
Как утеплитель на древесноволокнистой основе, эковата обладает хорошими влаготехническими свойствами. Древесное волокно способно связывать влагу в себе и отдавать ее в окружающую среду, не теряя при этом своих свойств. Это делает эковату «дышащим» материалом, подобно древесине. Этот органический материал способен поглощать воду в количестве, в 5–6 раз превышающем его собственную массу, в результате чего вода не попадает в другие части конструкции. Поэтому использование эковаты дает возможность решать проблему конденсата. К тому же, вследствие того, что влажность эковаты соответствует влажности окружающей среды, отпадает необходимость применения пароизоляции. Однако, стоит заметить, что данное свойство не является уникальным – эковата обладает коэффициентом паропроницаемости близким к показателям других открытопористых теплоизоляторов.
Низкая воздухопроницаемость эковаты связана с двумя факторами:
- тонкая структура волокон эковаты, которые заполняют все неровности и пустоты изолируемого пространства, благодаря чему слой изоляции получается ровным и бесшовным без наличия негерметичных стыков;
- под воздействием перемен относительной влажности воздуха влага выпадает в верхний слой волокон эковаты и активизирует лигнин, содержащийся в сырье. Вследствие этого, волокна материала слипаются между собой, образуя тонкую бумаговидную корку, которая эффективно предотвращает проникновение потока воздуха во внутрь утеплителя, а также придает материалу свойства влагостойкости.
Огнестойкость эковате придают содержащиеся в ней антипирены – соли борных минералов, которые действуют следующим образом:
- управляют реакцией горения таким образом, что в результате получается минимальное количество горючих компонентов (преимущественно двуокись углерода). При этом не выделяются токсичные вещества;
- обладают смачивающей способностью, так как при повышении температуры высвобождается кристаллизированная вода их солей, которая служит отсекающей горение конструкцией (предотвращает попадание кислорода в место горения, замедляет продвижение пожара и охлаждает слой изоляции) и способна достаточно долгое время противостоит воздействию огня.
Благодаря присутствию в составе антипиренов эковата не возгорает и не плавится, а тлеет. Без воздействия постоянного источника огня эковата самозатухает. Скорость прохождения фронта огня сквозь эковату – около 2 мм/мин.
Благодаря эластичности и упругости целлюлозных волокон эковата не дает усадки при вертикальном монтаже, а это является одним из наиболее важных эксплуатационных свойств теплоизолирующих материалов (ТИМ).
Наличие антисептиков в составе эковаты обеспечивает ее биостойкость и исключает появление грибков, плесени, насекомых и грызунов. Борные минералы также подавляют процесс коррозии металлов. Раствор борных минералов в воде имеет рН-фактор около 9. Комплексно взаимодействуя, компоненты обеспечивают рН-фактор, равный 8. Наблюдаемая щелочная среда предотвращает, разрушение стали и прочих металлов, что не достигается при использовании других теплоизоляционных материалов. Эти свойства особенно важно при эксплуатации зданий с повышенной влажностью.
Применение эковаты приводит к снижению капитальных вложений в строительство и реконструкцию зданий (на 25–30%) по следующим причинам:
- меньшая стоимость по сравнению с прочими видами ТИМ;
- использование эковаты позволяет применять облегченные фундаменты и конструкции, уменьшить толщину стен;
- безотходность монтажа – не возникает отходов на резку утеплителя;
- возможность вторичного использования;
- эковата поставляется производителем в прессованном виде, занимая в 3 раза меньше объема, чем в утепленной конструкции, в связи с чем снижаются расходы на транспортировку, разгрузку и хранение утеплителя.
Недостатками эковаты являются:
- низкая плотность не дает возможности устраивать «плавающие» полы;
- необходимость применения специального оборудования при монтаже;
- снижение теплоизолирующих свойств при монтаже влажным методом;
- ограниченность применения в высотном строительстве (так как эковата, как правило, имеет группу горючести Г2);
- при сухом монтаже эковата образует пыль.
Спорным вопросом является гигиеничность и экологичность эковаты. С одной стороны, эковата не содержит в своем составе особо токсичных компонентов, обеспечивает качественный воздухообмен, предотвращает «закупоренность» помещений, при нанесении на асбест и прочие опасные для здоровья человека материалы предотвращает выделение в атмосферу канцерогенных веществ. В процессе производства и монтажа эковаты окружающая среда не загрязняется отходами (эковату можно использовать вторично) и не расходуется невозобновляемых природных ресурсов. С другой стороны, септики и антипирены, входящие в материал, в больших концентрациях все же представляют некоторую угрозу для здоровья человека.
Благодаря высоким техническим характеристикам, диапазон возможных областей применения эковаты весьма широк.
Главной сферой применения эковаты является гражданское, промышленное и коммерческое строительство:
- утепление всех видов строительных конструкций (деревянных, бетонных, железо-бетонных, металлических). Возможности использования эковаты в жилищном строительстве представлены на рисунке 2.
Рисунок 2. Применение эковаты для утепления строительных конструкций
- звукоизоляция и улучшение акустических характеристик строительных конструкций;
- ремонт и реставрация строительных конструкций, в частности, требующих утепления без демонтажа;
- уплотняющая изоляция, исправляющая дефекты конструкций;
- дератизация (устранение воздействия грызунов) закрытых строительных пустот и межстенных пространств.
Среди альтернативных областей применения наиболее перспективным является использование эковаты как фильтрующего и сорбирующего материала для нефти и масла .
Помимо этого, эковата может применяться в качестве:
- волокнистого наполнителя вязких масс для формирования теплоизолирующих поверхностей с невысокой температуростойкостью (гипсоволокнистые, известково-цементные, битрумные и другие составы);
- выгорающей добавки, вводимой в формовочную массу взамен пенообразователей для создания высокотемпературных теплоизоляционных изделий;
- тонковолокнистой структурообразующей добавки в битумно-асфальтовые смеси;
- материала для изготовления звукопоглотителей набивного типа.