Изменения состояния изоляционных материалов из минеральной ваты в результате воздействия влаги на примере плоской кровли

Целью настоящего исследования является объективная оценка последствий проникновения влаги в слои изоляционного материала из минеральной ваты на примере теплой плоской кровли. В рамках настоящего исследования воздействие влаги оценивалось с точки зрения прочности («долговечности») и теплопроводности материалов. При этом рассматривались исключительно изоляционные материалы, закрепленные выше несущей конструкции и регулярно подвергающиеся определенным нагрузкам во время эксплуатации. Изоляция деревянных стропильных систем не соответствуют этим требованиям, ввиду чего данный тип изоляции не рассматривался в рамках настоящего исследования.

Предстояло выяснить, при каких граничных условиях (продолжительность и степень проникновения влаги, состав минеральной ваты) скопление влаги приводит к значительным повреждениям изоляционного материала. Также следовало определить, при каких обстоятельствах материал еще возможно высушить (в естественных климатических условиях или посредством принудительной сушки), а в каких случаях необходима замена изоляционной системы. Перед исследователями стояла задача найти определенные граничные значения, которые позволят проводить объективную оценку состояния материалов в спорных случаях. Наконец, преследовалась цель обеспечения продолжительности службы и рентабельности изоляционных материалов, эксплуатацию которых можно будет продолжить и после единичных случаев воздействия влаги.

В первую очередь, были проанализированы имеющиеся работы и исследования по проникновению влаги в минераловатные изоляционные материалы. Было проведено полномасштабное анкетирование экспертов, занимающихся вопросом воздействия влаги на утеплители из минеральной ваты. Ряд образцов плоской кровли с минераловатной изоляцией, уже подвергшихся воздействию влаги, был повторно проанализирован в рамках настоящего исследования. С крыш снимались образцы теплоизоляционных материалов, которые затем проверялись на содержание влаги, прочность, толщину и наличие структурных изменений. Параллельно проводились лабораторные исследования долгосрочного воздействия влаги на аналогичные образцы. При этом документировались все изменения теплоизоляционных материалов, в первую очередь изменения их прочностных качеств.

Проведение научных исследований в сфере строительства невозможно без тесного сотрудничества со специалистами, которые могут оценить результаты практических испытаний с точки зрения их знаний и опыта. Мы выражаем благодарность всем тем, кто принял участие в наших опросах, и особенно тем, кто оказал дополнительную поддержку, пообщавшись с нами по телефону и отправив нам дополнительные материалы и документацию.

Скачать исследование в pdf

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Введение8
2. Конкретные примеры из практики9
• 2.1 Объект 1: Крыша административного здания9
• 2.2 Объект 2: Кровельные конструкции производственных цехов / складов11
• 2.3 Объект 3: Кровельные конструкции промышленных цехов16
• 2.4 Объект 4: Кровельная конструкция промышленного цеха20
• 2.5 Объект 5: Производственный цех22
• 2.6 Выводы из приведенных практических примеров23
3. Минеральная вата и влагопередача24
• 3.1 Определение понятия24
• 3.2 Производство и структура изоляционных материалов из каменной
  минеральной ваты24
• 3.3 Скопление влаги в минеральном волокне27
4. Требования, установленные нормативными документами30
• 4.1.1 DIN EN 13162:2009-0230
• 4.1.2 DIN 4108-10:2008-0630
• 4.1.3 Технический паспорт продукции ZVDH март 2004 года31
• 4.1.4 Руководство по плоской кровле, 200831
• 4.1.5 Устаревшие нормативы32
5. Стандартные испытания33
• 5.1.1 Проверка на прочность/устойчивость к сжатию34
• 5.1.2 Проверка на влагопоглощаемость34
• 5.1.3 Теплопроводность и теплопередача35
• 5.1.4 Прочность при разрыве и растяжении38
• 5.1.5 Устойчивость к деформациям при определенной температуре и влажности33
• 5.1.6 Обобщение рассмотренных методов испытаний38
• 5.2 Контроль качества от производителя39
6. Отступление 1: Опасность материалов для здоровья и их утилизация39
• 6.1 Опасность для здоровья39
• 6.2 Утилизация41
7. Отступление 2: Плотность материалов и расчетные нагрузки42
8. Изменение состояния минераловатного изоляционного материала в плоской
   кровле42
• 8.1 Влияние влаги на теплопроводные качества материала42
• 8.2 Устойчивость к нагрузкам (проверка на прочность при сжатии)44
• 8.3 Гигротермические нагрузки на минераловатный материал46
• 8.4 Неприятный запах47
9. Обзор продукции48
10. Предположения относительно потери прочности48
11. Опрос экспертов50
• 11.1 Введение50
• 11.2 Критерии принятия решения по возможной замене изоляционных
  материалов51
• 11.3 Методы определения содержания влаги53
• 11.4 Состояние изоляционных материалов, подвергшихся воздействию влаги53
• 11.5 Воздействие многократных повторяющихся механических нагрузок54
• 11.6 Повреждение механических креплений кровельного покрытия54
• 11.7 Сушка минераловатных изоляционных материалов54
• 11.8 Выводы по проведенным опросам55
12. Опрос компаний, специализирующихся на высушивании зданий56
• 12.1 Опрос и общие выводы56
• 12.2 Интерпретация результатов опроса58
13. Опрос производителей изоляционной продукции59
14. Сравнение образцов минераловатного материала60
15. Симуляция гигротермических процессов61
16. Проверка устойчивости материалов к нагрузкам после проникновения влаги
    и в условиях температурных перепадов66
• 16.1 Испытания практически сухих образцов изоляционного материала68
• 16.2 Испытание образцов, подвергшихся различной степени воздействия влаги70
• 16.3 Повторное испытание образцов, подвергнувшихся воздействию влаги,
  после их сушки73
• 16.4 Двухступенчатый анализ образцов изоляционного материала73
• 16.5 Сравнение полученных результатов75
• 16.6 Обобщение и оценка результатов исследования78
17. Выводы80
18. Библиография86