Инструментальные стали – марки и сферы применения

Особенности инструментальных сталей и их марки

  1. Общее описание
  2. Виды
  3. Маркировка
  4. Марки и категории
  5. Применение
  6. Закалка и отжиг

Инструментальная сталь представляет собой углеродистый или легированный сплав, предназначенный для изготовления штампов холодного или горячего деформирования, режущих инструментов, а также элементов машин, работающих в условиях повышенного износа. Обо всех особенностях такого металла мы расскажем в нашей статье.

Общее описание

К группе инструментальных относится сталь, в которой массовая доля углерода превышает 0,7%. Базу такого сплава составляет мартенсит, в исключительных ситуациях — ледебурит. С учетом того, в какой сфере будет использоваться этот металл, к нему предъявляются вариативные требования. Однако выделяют ряд общих критериев ко всем типам инструментальных сплавов вне зависимости от их марок:

  • твердость;
  • повышенная прочность;
  • стойкость к износу;
  • сниженная чувствительность к нагреву;
  • малая степень прилипания и приваривания к обрабатываемым заготовкам;
  • легкость резки материала;
  • стойкость к растрескиванию;
  • высокая пластичность в нагретом состоянии;
  • подверженность шлифовке;
  • восприимчивость к прокалке;
  • противостояние обезуглероживанию.

К тому же инструментальные сплавы должны иметь отличную вязкость.

Особенно это актуально при производстве элементов, которые в процессе использования часто подвергаются механическим воздействиям.

Конечно, это далеко не весь перечень требований. К примеру, марки, которые востребованы при создании деталей, работающих в среде холодной деформации, должны обязательно иметь идеально ровную конфигурацию, проявлять повышенный уровень упругости и хорошую текучесть. Важно, чтобы они удерживали форму и габариты при внешних воздействиях. Те металлы, которые обрабатывают техникой горячей деформации, должны демонстрировать повышенную теплопроводность, стойкость к тепловым колебаниям и не допускать даже малейших отпусков.

В сравнении с классическими конструкционными сплавами инструментальный материал обладает рядом весомых преимуществ. К ним относят:

  • твёрдость на уровне 60–70 единиц по Роквеллу;
  • повышенную прочность — уровень сопротивления разрыву держится на отметке от 900 МПА и более;
  • стойкость к абразивному истиранию;
  • способность сплава к прокаливаемости.

Для инструментальных сплавов характерна так называемая красностойкость. Это свойство определяет способность металла в полном объёме сохранять свои прочностные качества при повышении температурного воздействия.

Впрочем, не обошлось и без недостатков. Данный материал отличается сниженной стойкостью к износу.

Поэтому для деталей машин и оборудования, которые в ходе эксплуатации подвержены интенсивным нагрузкам, инструментальные составы не применяют.

В зависимости от качественной структуры и технико-механических характеристик материала выделяют несколько разновидностей инструментальной стали. Познакомимся поближе с их классификацией.

Углеродистые стандартного типа

Углеродистый сплав характеризуется повышенной твердостью при комнатной температуре. При этом стойкость к тепловому воздействию невелика, поэтому даже при сравнительно невысоких терморежимах (в пределе от 200 до 250 градусов) твердость многократно уменьшается.

Легированные

Основное отличие таких сплавов от углеродистых заключается в повышенной концентрации легирующих компонентов. Они могут включать:

  • хром — придает материалу стойкость к коррозии, повышает прочность и плотность с одновременным снижением пластичности;
  • никель — улучшает параметры прокаливаемости, прочности и пластичности материала, способствует росту ударной вязкости;
  • вольфрам — обеспечивает теплостойкость расплава и придает ему высокую твёрдость;
  • ванадий — формирует мелкозернистую структуру, улучшает прочностные и твёрдосплавные характеристики;
  • кобальт — увеличивает жаростойкость материала и его вязкость;
  • молибден — способствует росту прочности, упругости и стойкости стали к тепловым воздействиям.

В зависимости от марки в состав может вводиться один или несколько легирующих компонентов в различной концентрации. В результате этого материал получает все необходимые характеристики.

Так, для создания режущих инструментов по традиции используют низколегированные составы: 9ХФ, 11ХФ, 13Х, ХВ4, ХВСГ, а также ХВГ и некоторые другие. Эти сплавы проявляют исключительно высокие физико-технологические характеристики, их отличают лучшая прокаливаемость и закаливаемость, меньшая подверженность короблению. При этом их теплостойкость практически идентична соответствующему показателю для углеродистых сталей и держится на отметке 350–400 градусов.

Быстрорежущие

Основным легирующим компонентом для такой стали считается вольфрам. Кроме него, в структуру быстрорежущих сплавов могут вводиться ванадий и кобальт. На долю хрома в таких составах приходится не больше 3–4% — это настолько мало, что данный элемент даже не указывается в маркировке.

Валковые

Валковые стали относят к категории сложнолегированных сплавов. Они востребованы в производстве опорных и рабочих валков, материал нашел повсеместное применение при выпуске шестерён, обрезных матриц, ножей для резки металлов, пил и многих других изделий, связанных с интенсивной нагрузкой. Инструменты из такой стали отличаются стойкостью к повышенным температурам, механическим повреждениям и истиранию.

Для валковой стали характерна хорошая прокаливаемость, она не подвержена деформации, обладает достаточным уровнем шлифуемости.

Штамповые

Подобные стали, в зависимости от особенностей использования, бывают штампованными методом холодной или горячей деформации. В холодном состоянии сплав проявляет повышенную твердость, благодаря чему обеспечивает стойкость металлов к истиранию. Для горячих штампов характерна сниженная чувствительность. Штамповой стали свойственны повышенная прокаливаемость и слабая деформируемость в процессе закалки.

Читайте также:
Декупаж комода как простой вариант сделать его оригинальным

Маркировка

В состав инструментальной стали обычно вводятся легирующие компоненты, призванные улучшить физико-химические и механические характеристики материала. В соответствии с ГОСТ в маркировке эти добавки указываются буквенными символами, благодаря чему можно установить, какие элементы составляют основу инструментального материала. При этом каждая буква дополнена цифровым обозначением — оно указывает на долю того или иного элемента.

Если цифра отсутствует — следовательно, концентрация примесей не превышает 1%. На первом месте в маркировке любых сталей указано количество углерода. К примеру, расшифровка марки с обозначением 6ХС говорит о том, что сплав содержит 0,6% углерода и менее 1% кремния и хрома.

Быстрорежущие сплавы маркируют с указанием буквы «Р» впереди, а также числа, которое обозначает долю вольфрама в структуре. После них идут буквенные элементы, указывающие на легирующие компоненты с указанием их концентраций.

Если в маркировке содержится буква «Ш», это означает, что изделие представляет собой электрошлаковый переплав. Долю хрома и молибдена в маркировке быстрорежущих составах не указывают из-за ее малой величины.

Марки и категории

Все группы инструментальных металлов условно разделяются на следующие категории.

Теплостойкие и вязкие — это хромистые сплавы, содержащие вольфрам и молибден. Объем углерода в подобных металлах держится на средних и пониженных отметках.

Высокотвёрдые и мягкие, а также теплостойкие материалы — в этих сталях присутствует минимум легирующих компонентов, количество углерода на среднем уровне. Такой материал отличается низкой прокаливаемостью.

Высокотвердые и температуростойкие — обычно это быстрорежущие сплавы с повышенной долей легирующих добавок. Сюда же относятся материалы с ледебуритной микроструктурой, на долю углерода в них приходится свыше 3%.

Высокотвердые, стойкие к износу, с усредненным параметром теплостойкости — особенностью таких сплавов является включение 15% хрома и 23% углерода.

Сплавы и стали обыкновенного качества — данные виды отличаются между собой по наличию в них серы и фосфора. Соответственно, чем выше категория — тем ниже доля вредных добавок.

Высокотвердые и нетеплостойкие — такие инструментальные составы вообще не содержат никаких легирующих компонентов либо их массовая доля минимальна. Твёрдость нелегированных и низколегированных металлов обусловлена высокой концентрацией углерода.

Выделяют множество марок инструментальных сталей. Наибольшее распространение в промышленности получили У7А, У8, а также У8А и У9 — их отличают стойкость к износу, повышенная твёрдость и плотность. При механических ударах они не разрушаются и не деформируются. Марки У10 и больше также проявляют повышенную неплохую пластичность, но при интенсивных термических воздействиях становятся более пластичными, что существенно ограничивает сферу их использования.

Применение

Высококачественная сталь инструментального типа получила повсеместное распространение в промышленности. Главными областями её применения является создание:

  • режущих инструментов;
  • приборов для измерений;
  • пресс-форм, эксплуатирующихся под высоким давлением;
  • рабочих элементов штампов, работающих по принципу холодного либо горячего деформирования;
  • металлоизделий высокой точности.

Сталь У7 обладает достойной коррозионной стойкостью и пониженной электропроводностью. Этот металл оптимален для изготовления топоров, стамесок и прочих деревообрабатывающих инструментов. Может использоваться для создания молотков, пассатижей, пил, а также крючков, иголок и зубил.

У10 и У11 — эти сплавы справляются с деформационным воздействием, им не страшен локальный нагрев. Кроме того, они устойчивы к ржавлению. Введение легирующих добавок существенно улучшает физические характеристики марок и придает им эластичность. Такой материал востребован для изготовления напильников, ленточных пил, сверл и роликов.

У8 и У9 — такие марки также обладают хорошей прочностью, но нагрев выдерживают намного хуже. Они нашли своё применение при создании торгового оборудования, пил, роликов, топоров и стамесок. Из них делают запчасти для часов, гвозди, заклёпки, шурупы и болты.

У12 — сталь высокой прочности без каких-либо легирующих компонентов. Актуальна для создания топоров, ручных пил, напильников, резцов или других запчастей высокой прочности, которые не нагреваются до средних и высоких температур.

У13 — металл из категории грубых сплавов, пластичным он становится только при термическом воздействии. Назначением таких материалов является выпуск обрабатывающих инструментов, надфилей, медицинского оборудования и приспособлений для выполнения гравировки.

Закалка и отжиг

Большинство разновидностей инструментальных металлов с целью улучшения их физико-технических характеристик подвергаются закалке и отжигу. Для проведения обработки готовые стальные изделия прогреваются в растворах соли, в результате тепло максимально ровно перераспределяется по металлической поверхности. Для быстрорежущих составов нагрев производится поступательно, со сменой 3 ванн:

  • температура начального воздействия соответствует 400–500 гр., в этом резервуаре сплав выдерживается около 40–60 минут;
  • после первого прогрева изделие помещают в следующую стальную ванну, в ней температура уже на 250–350 гр выше;
  • на заключительном этапе деталь вновь перекладывают — в последней емкости содержится соль, нагретая уже до 1200–1300 гр, здесь производится финишная закалка сплава.
Читайте также:
Быстровозводимые здания: виды технологий и особенности

Такая ступенчатая процедура обеспечивает равномерное распределение аустенитов по всей структуре материала. Это самым благоприятным образом сказывается на технических и физических характеристиках металла. Для того чтобы окончательно расплавить аустенитную часть, следует провести отпуск в ванной при температуре 500–550 гр, при этом желательно повторить отпуск трижды. В результате доля аустенитов снижается ниже уровня критической отметки.

Для проведения дополнительной обработки используют метод воздействия низкими температурами.

Для этого первично закаленный материал размещают в резервуаре с жидкими солями при температурном режиме от -100 до – 50 гр. Такую закалку производят в одну стадию, повторная обработка не нужна.

Инструментальные стали и сплавы, маркировка, свойства и область применения

Инструментальные стали и сплавы имеют более узкую область применения по сравнению с конструкционными, они также должны обладать целым комплексом механических свойств, в том числе, высокой износостойкостью при нормальных и повышенных температурах. Инструментальные стали и сплавы принято классифицировать по составу:

1. Углеродистые стали по ГОСТ 1435-99 выпускаются только качественными и высококачественными; обладают небольшой прокаливаемостью и теплостойкостью (до 200 о С); маркируются буквой У, после которой идет цифра, указывающая на среднее содержание углерода в десятых долях процента (У7; У7А, У8, …У13А).

Некоторые марки содержат повышенное (до 0,8…1,1 %) содержание марганца, например, У13ГА – сталь инструментальная, углеродистая, высококачественная, содержащая 1,3 % С, с повышенным содержанием марганца.

Из сталей У7–У9 изготавливают топоры, зубила, молотки, отвертки, плоскогубцы и др. слесарно-монтажные инструменты, подвергаемые ударам; из сталей У10–У12 – инструменты для обработки дерева, ручные метчики, мелкие штампы и прессформы; из У13 – слесарные шаберы, напильники, режущие хирургические инструменты.

Указанные стали для придания прочности, твердости и износостойкости обычно подвергаются закалке и низкому отпуску.

2. Легированные стали по ГОСТ 5950-2000 обладают повышенной прокаливаемостью и теплостойкостью до 260 о С; содержат хром, вольфрам, кремний и др. элементы (13Х, ХВГ, 9ХС, В2Ф, 5ХНМ, Х12М, Х6ВФ и т. д.); применяются для изготовления ручных сверл, разверток, ножовочных полотен, штампов. Их марка начинается с цифры, указывающей на содержание углерода в десятых долях процента (если цифра вначале отсутствует, то содержание углерода около 1 %). Например, Х – сталь инструментальная, низколегированная, качественная, содержащая примерно 1 % С и до 1,5 % Сr.

3. Быстрорежущие стали по ГОСТ 19265-73 обладают очень высокой прокаливаемостью (закаливаются на воздухе) и теплостойкостью до 650 о С; содержат вольфрам, хром, ванадий и молибден (Р18, Р12Ф3, Р9, Р6М5 и т. п.); применяются для изготовления резцов, фрез, сверл, разверток, метчиков, плашек, машинных ножовочных полотен. Их маркировка обычно начинается с буквы Р, а дальше идет цифра, указывающая на содержание вольфрама в процентах; например, Р9М4К8 – сталь быстрорежущая, высоколегированная, качественная, содержащая около 1 % С, 9 % W, 4 % Mo, 8 % Co и др. элементы.

4. Твердые сплавы по ГОСТ 3882-74 обладают теплостойкостью до 800…1000 о С; заготовки из них изготавливаются литьем или методом порошковой металлургии (путем спекания порошков тугоплавких карбидов вольфрама, титана, тантала с металлическим кобальтом, выполняющим роль связки). Из твердых сплавов обычно изготавливают пластинки, которые припаивают или привинчивают на режущие части инструмента (сверла, резцы, фрезы).

В зависимости от состава твердые сплавы подразделяются на три группы:

вольфрамовые (ВК3, ВК8, ВК25 и др.) предназначены для чернового и чистового точения и фрезерования, для изготовления мелких штампов и вставок для волочильных досок; например, ВК8 содержит 8 % Со и 92 % ;

титановольфрамовые (Т30К4, Т15К6 и др.) предназначены для высокопроизводительной обработки сталей и сплавов; например, Т15К6 содержит 15 % TiС, 6 % Со и 79 % ;

титанотанталовольфрамовые (ТТ7К12, ТТ20К9 и др.) применяются в наиболее тяжелых условиях резания (черновая обработка отливок, поковок и т. п.); например, ТT7К12 содержит 7 % (Ti, Ta)C, 12 % Со и 81 % .

5. Сверхтвердые материалы. Наибольшей твердостью обладают синтетические и природные алмазы, которые примерно в 6 раз превосходят по твердости карбид вольфрама. Однако алмаз теплостоек только до температуры 800 о С и вступает в химическое взаимодействие с железом; поэтому алмазный инструмент целесообразно применять при чистовой обработке цветных металлов, керамики и твердых сортов пластмасс, например, стеклопластиков.

Читайте также:
Кабель для удлинителя: как подобрать марку и сечение, правила эксплуатации

При обработке сталей и чугунов более эффективно использовать инструмент с рабочей частью из поликристаллического нитрида бора (торговые названия – «эльбор», «белбор» и др.), который теплостоек вплоть до 1200 о С. Таким инструментом на токарных станках можно производить чистовую обработку закаленной стали, отказавшись от более дорогостоящей шлифовки.

Инструментальные

Инструментальные стали и их характеристика

Человек, научившись соединять железо и углерод, получил новый материал, открывший новые возможности и получив до этого неизвестные свойства, присущие твердому материалу. Инструментальный вид стали в этом претерпел в виде существенных изменений, дав человеку возможность применять ее новые характеристики. Так, узлы и детали механизмов, подверженные большим механическим нагрузкам, должны быть повышенно износостойкими, прочными. Это подразумевает использование сталей отличных от конструкционных-инструментальных.

Применение инструментальных сталей

Стали такого вида характеризуются наличием в составе углерода. Его критическое содержание обычно около 0,7%. По структуре они могут быть в следующих видах: доэвтеклоидной, ледеберитной, заэвтектоидной.

В составе есть и вторичные карбиды, оказывающие влияние на внутреннюю структуру. Это не относится к сплавам с доэвтеклоидной структурой. Тем не мене, в других видах она есть в обязательном порядке. Они являются продуктом расщепления мартенсита или возникают при эвтектоидных изменениях.

Обширно используются инструментальные стали в народном хозяйстве. Их применяют при выпуске:

  • поверхностей штампов для изменения форм деталей при контрастных температурах;
  • приспособлений для резки;
  • инструментов для измерения;
  • оборудования для литейного производства, работающего под давлением.

Для инструментальных сталей в зависимости от области их использования установлены определенные требования. Каждые из них учитываются при производстве, но есть и такие, которые являются общими. В их перечень входят следующие виды показателей:

  • высокий процент вязкости. Это особенно существенно для продукции, которая впоследствии при эксплуатации будет подвергаться значительным механическим воздействиям;
  • показатель прочности;
  • длительный срок эксплуатации;
  • высокий коэффициент твердости.

Каждая из существующих марок стали, используемая при деформации на пониженных температурах, должна иметь следующие отличительные характеристики: гладкой, без шероховатостей основной частью, относящейся к рабочей поверхности, возможностью сохранения стабильной формы, отсутствием деформации. Важными являются и текучесть, упругость, достижение их определенного предела.

Тот сорт стали, который используется в процессе изменения форм при помощи технологии повышения температуры (тепловой деформации), должен иметь следующие свойства: повышенный уровень теплопроводимости, невосприимчивость к отпуску, стойкость к предельным изменениям температур. Требования существуют и для тех марок сталей, которые изготавливают специально для производства приспособлений для резки.

Технические требования

Углеродистые инструментальные стали должны соответствовать следующим условиям:

  • Легко поддаваться обработке металлорежущим оборудованием.
  • Не реагировать на повышенные температуры.
  • Сохранять стабильность в случае присоединения и приклеивания к другим деталям в процессе их обработки.
  • Хорошо поддаваться обработке при шлифовании.
  • Положительно поддаваться прокалке.
  • Сохранять пластичность при нагревании.
  • Сохранять углерод в составе и минимизировать его выделение.
  • Не образовывать трещин в конечном продукте.

Виды инструментальных сталей

Производители инструментальных сталей, предлагают пять видов такого материала для производственной сферы, связанной с изготовлением инструмента.

Термостойкие и вязкие инструментальные стали

К ним относятся заэвтектоидные и доэвтектоидные стали. В их составе показатель углерода должен быть в пределах между минимальными и средними значениями. Обязательно наличие в таких легированных сталях молибдена, атомов вольфрама и хрома.

Особо твердые, вязкие, не теплостойкие стали

Отличительная черта сортов сталей, инструментального типа – небольшой объем содержания легированных веществ и значительно большее количество углерода. Отсюда устойчивость к прокаливанию.

Особо твердые, теплоустойчивые, износоустойчивые инструментальные стали

К этому виду можно отнести быстро режущиеся стали. В них содержится максимальное количество легирующих элементов, кроме того, есть сплавы с ледебуритным составом (содержание углерода три процента).

Износоустойчивые, особо твердые, со средней степенью теплоустойчивости сплавы

Это стали с заэвтеклоидной и ледебуритной композицией. Составляющие 2 – 3 % углерода. Пределы для хрома от 5 – 12 %.

Особо твердые, не теплостойкие виды инструментальных сталей

В составе таких видов сталей с заэвтеклоидной композицией нет легированных веществ или их сравнительно мало. На степень прочности в таком составе оказывает влияние содержание именно углерода. Чем его атомов больше в кристаллической решетке, тем лучше для свойства твердости и крепости. Такой вид материала не пользуется спросом при изготовлении инструмента подверженного при эксплуатации ударам и другим значительным физическим нагрузкам. Этим сплавам присущи минимальная вязкость, большая хрупкость, что уменьшает длительность эксплуатации инструмента.

Согласно характеристике твердости, все виды инструментальных сталей можно разделить на следующие виды:

  • содержащие углерод в количестве 0,4 – 0,7 % (повышенное состояние вязкости);
  • с наличием углерода 0,7 – 1,5 % (повышенное состояние износоустойчивости и твердости).
Читайте также:
Как выбрать самовыравнивающиеся смеси для пола? Выбираем правильно, цена +Видео

Различают сорта стали по видам уровня прокаливания. Поэтому принципу легированные стали делят на три вида:

  • увеличенная прокаливаемость (применяемый диаметр для прокаливания от 8 см до 10 см);
  • нормальная (диаметр 5 – 8 см);
  • уменьшенная (значение находится в пределах 1 см и до 2,5 см).

Маркировка инструментальных сталей

Понятие маркировки необходимо для установления сорта инструментальной стали. В ее названии значение имеет каждая буква, цифра.

Система простая. Ключевым символом в знаках является буква «У». Это знак углеродистого содержания.

Его может быть незначительные, десятые части процента. Цифры, которые пишутся после буквенного обозначения говорят от его количестве. Может быть и буква «А». Наличие ее говорит об обозначении высокого уровня качества. Написание буквы «Р» обязательно для быстрорежущих сплавов. Вольфрам является лидирующим веществом. О его содержании и количестве говорят цифры после буквы «Р». Количество других составляющих веществ в быстрорежущих сталях (молибдена, ванадия, кобальта) обозначается значениями, стоящими за их первоначальными буквами в маркировке. Кроме этого, в составе есть и хром. Его количество значительно ниже, но обязательно (не более 4 %).

На наличие в составе углерода указывает цифра, которая почти всегда находится в маркировке перед буквами Х, ХС. Так пишут, если углерода мало, не больше процента, если значение меньше, может не быть обозначения и вовсе. В маркировке после букв, называющих легирующий элемент стоят цифры, указывающие на наличие других элементов, обозначенными целыми долями.

Закаливание, отпуск сплавов для инструментальных сталей

Процентное содержание веществ в инструментальных сталях, основные параметры прописаны в ГОСТе 1435. Соответственно марке инструментальной стали процентное содержание углерода находится в рамках 0,65 – 1,35%

Для изготовления инструмента нужно улучшить свойства инструментальной стали (повысить показатель прочности ). Это достигается процессом отжига. Отжиг сферодизирующего вида используют только для сплавов с заэвтектоидной конституцией. Такой вид термического процесса способствует возникновению цементита зернистой структуры.

Нужный объем зерен достигается технологией охлаждения. Достигается это быстро и процесс поддается корректировке.

Выполняя процесс при 290 градусах, можно достичь лучшую степень твердости (56 – 58 HRC). Также показатели твердости нужны для инструментальной стали в производстве инструментов. Изготовленный из такого материала, он может поддаваться значительным нагрузкам и выдерживать их, эксплуатируясь, длительное время. При изготовлении таких видов инструмента как плашки, инструменты для гравирования, напильники показатели завышены около 63 по требованиям шкалы HRC.

В процессе отпуска, температурные пределы выдерживается в рамках 150 до 200 градусов по Цельсию. Процессом закалки повышается прочность углеродистых сталей. Кроме этого, возникает возможность достичь наилучшего соединения железа с углеродом. Виды такого соединения могут быть следующими:

  • карбиды с мартенситом;
  • мартенсит.

Инструментальная штамповочная сталь

Обработка металлической продукции, изготавливаемой методом физического изменения формы (деформации) происходит в нагретом или холодном виде. Поэтому штампы для таких производственных процессов классифицируют на холодно и горяче деформированные. Понятно, что при изготовлении штампов различных типов используются инструментальные сплавы различных марок.

Углеродистые стали У 10, У 11, У 12 используют для тонких штампов (ширина до 25 мм) холоднодеформированного вида. Твердость сталей этих типов лежит в рамках от 57 до 59 единиц по HRC, критерий вязкости на высоком уровне, сопротивляемость физическим нагрузкам пластического характера достаточно высокая. Степень прочности позволяет выдерживать возможные силовые воздействия, препятствуя повреждениям при эксплуатации.

Для более объемных приспособлений (объем более 25 мм), подверженных максимальным нагрузкам при применении, используют сплавы с высоким составом хрома (Х9, Х, XGBФ).

Сплавы, применяемые для изготовления конструктивных частей, самих инструментов, узлов, которые в процессе работы подвержены значительным механическим воздействиям, обязаны быть особо вязкими (4ХС4 и 5ХНМ).

Для выполнения таких задач необходимо обеспечить:

  • низкое содержание количества углерода в сплаве;
  • добавление специальных веществ.

Обязательным условием является обработка высокими температурами всех видов инструментальных сталей.

Поверхности штампов, работающих в условиях высоких температур и с большими механическими усилиями, поддаются серьезным испытаниям. Это предъявляет ряд серьезных требований при выборе сплавов для производства этих штампов:

  • стойкость к образованию мелких механических повреждений при перепаде температур (холод и нагрев);
  • повышенная степень прогревания и проводимости тепла;
  • сопротивление появлению окалины.

Различные требования, соблюдение предписываемых требований обеспечивает получение только качественного материала и его дальнейшее длительное использование.

Вермикулит: область применения, плюсы и минусы, особенности монтажа

Решая актуальный вопрос теплоизоляции жилища, приходится сталкиваться с проблемой выбора теплоизоляционного материала. Ассортимент, представленный на рынке, достаточно широкий, но почти каждый вариант имеет существенные недостатки. В одном случае отпугивает горючесть, в другом – высокий показатель гигроскопичности. В статье рассмотрены характеристики и преимущества вермикулита, который является золотой серединой цены и качества.

Читайте также:
Инфракрасный обогреватель для ванной комнаты: панельный и пленочный

Описание и область применения вермикулита

Вермикулит – природный кристаллический минерал, имеющий слоистую структуру. Принадлежит к группе гидрослюд. В его состав входят: кремний, железо, магний, кальций и др. минеральные компоненты.

Основные достоинства, благодаря которым материал применяется в строительстве – стойкость к агрессивным воздействиям, высокий показатель кислотности, длительное время сохраняет целостность, не разлагается.

Многие садоводы знакомы с вермикулитом, его часто применяют в качестве мульчирующего материала, компонента субстрата, аэратора. В строительных работах он используется не так часто, хотя свойства и физические показатели представляют большой интерес для этой сферы деятельности. Среди освоенных областей:

• производство лакокрасочной продукции, мягкой кровли;

• при обустройстве системы «тёплый пол»;

• в качестве наполнителя теплоизоляционных и декоративных штукатурных смесей;

• для утепления отдельных зон в доме (дымоход, пол, кровля и т. д.);

• как компонент смеси для стяжки.

Вермикулит обладает хорошими изоляционными характеристиками, благодаря чему его используют в регионах с тёплым климатом в качестве засыпки в трёхслойных стенах для предотвращения перегрева дома, а в северных регионах – для теплозащиты жилья.

Земля в регионах средней полосы и Урала в зимний период сильно промерзает, что зачастую становится причиной образования трещин в бетонных чашах бассейнов. Исправить ситуацию помогает вермикулит. Его засыпают на дно, а также в полость между чашей и краем траншеи в процессе строительства.

Выпускается утеплитель в виде засыпки, спрессованных плит, блоков, трубных сегментов, вкладышей.

Плюсы и минусы вермикулита

Чтобы оценить по достоинству материал, нужно ознакомиться с его преимуществами и недостатками.

Среди основных достоинств вермикулита:

• экологичность, в процессе эксплуатации при нагреве не выделяются токсичные вещества;

• низкий показатель теплопроводности (0,055–0,098 Вт/м•°C);

• огнестойкость (диапазон рабочих температур от минус 260° до плюс 1200°);

• со временем не даёт усадки;

• обладает хорошей паропроницаемостью, что исключает образование конденсата в помещении;

• устойчивость к микробиологическим процессам, грызуны и насекомые не проявляют интерес к материалу;

• при длительной транспортировке сохраняет целостность и свойства;

• при выполнении монтажных работ привлечение спецтехники и дополнительного оборудования не требуется;

• помещение с вермикулитной прослойкой в стенах получает дополнительную звукоизоляцию.

Недостатки:

• природный материал обладает высокой гигроскопичностью, поэтому перед продажей должен проходить обработку для создания гидрозащиты (при покупке рекомендуется ознакомиться с сертификатом качества);

• необходимость оставлять вентиляционные зазоры в процессе монтажа утеплителя для отвода влаги.

Эффективность

Оценить эффективность стеновой вермикулитной засыпки можно по проверенным показателям. Прослойка из природного утеплителя толщиной 20 см заменяет полутораметровую ширину стены из кирпича и двухметровую из бетона. Насыпь на чердаке слоем 5 см снижает тепловые потери помещения на 75%, а 10 см толщина – на 92%.

Неоспоримые теплоизоляционные качества присутствуют и в штукатурных смесях, куда входит вермикулит. Облицованные фасады снижают теплопотери до 30-45%.

Вермикулит часто сравнивают с керамзитом, но характеристики материалов существенно отличаются. К примеру, вермикулитный утеплитель по весу легче, а значит, нагрузка на несущие стены и фундамент получается минимальная. При засыпании полостей достигается более плотное прилегание фрагментов минералов, нежели в случае с керамзитом.

Особенности монтажа межэтажного перекрытия и кровли

Монтажные работы проводятся по технологии, соответствующей виду утеплителя (насыпной или плитный материал). Стоит обратить внимание на наличие гидрозащиты, в обратном случае минерал потянет на себя отовсюду влагу.

Последовательность монтажа

1. Утепляемая поверхность очищается от мусора и пыли, освобождается от оставленных на хранение предметов.

2. На межэтажное перекрытие настилается пароизоляция, фиксируется по краям с помощью степлера.

3. Из деревянного бруса и реек изготавливается каркас, размер которого соответствует параметрам утепляемой площади.

4. В ячейки каркаса засыпается вермикулит (или укладываются плиты).

5. Поверх каркаса настилается гидроизоляционная плёнка. По краям к каркасу крепится скобами из степлера. Важно оставить между утеплителем и плёнкой вентиляционный зазор, чтобы влага не поглощалась минералом.

6. Из деревянных планок монтируется контр обрешётка, которая фиксируется поверх гидроизоляции.

7. Далее укладывается кровельный материал или настилается финишное покрытие пола.

Некоторые мастера в целях экономии смешивают в пропорции 1:1 вермикулит и опилки. Но при таком подходе стоит учесть, что огнестойкость наполнителя снижается.

Читайте также:
Делаем тележку для мотоблока своими руками

Утепление стен и пола выполняется по аналогичной технологии, но при облицовке вертикальных поверхностей с каркасом и контр обрешёткой рациональней использовать плитный материал.

Утеплитель вермикулит

Утеплителем в строительстве применяется огромное число материалов, самого различного происхождения. Предпочтение, в конечном счете, отдается минеральным составам: каменная, минеральная вата, керамзит, ячеистые бетоны и т.д. В этот ряд с недавних пор добавился и вспученный вермикулит. Он нашел себе применение в сельском хозяйстве и в строительстве, в гидропонике и животноводстве, все благодаря составу, механическим свойствам и низкой теплопроводности. В немалой степени утеплитель вермикулит набирает популярность за счет малой стоимости и доступности.

Используется материал в строительстве в качестве:

  • насыпного утеплителя для перекрытий и стен;
  • наполнителя для жаростойкого бетона;
  • в виде огнестойких плит.
  1. Что это такое
  2. Технические характеристики
  3. Особенности использования
  4. Достоинства
  5. Недостатки

Что это такое

Вермикулит – это сложный по составу минерал. Его обобщенная формула содержит в себе железо, алюминий, кремний, магний, их окислы в соединении с водой. Это минерал группы гидрослюд, и основное его свойство – это многослойная структура на основе пластинчатых кристаллов.

В качестве утеплителя используется вспученный вермикулит. Добытый минерал при нагревании до 900-1200 оС увеличивается в объеме до 20-25 раз и приобретает фактуру, больше похожую на слоеное тесто после запекания. За счет пористости он приобретает очень низкую теплопроводность, которая колеблется в пределах от 0,04 до 0,12 Вт/м*К в зависимости от размера фракции и подробного состава, уникального для каждого месторождения вермикулита.

Каждому, кто посещал хозяйственный магазин с садовыми принадлежностями, семенами или удобрениями, попадался на глаза вермикулит. Это желтовато-бурый, золотистый или с бронзовым переливом материал, состоящий из мелких кубиков с ярко выраженной слоистой структурой. Используется для мульчирования и вспушивания почвы, в качестве минеральной добавки.

Однако в строительстве важны другие его особенности: высокое теплосопротивление, долговечность и стойкость к химическому, биологическому воздействию.

Технические характеристики

Параметры вермикулита зависят от размера фракции, кроме этого оказывает влияние его точный состав. Ключевые характеристики вспученного вермикулита:

  • теплопроводность;
  • гигроскопичность;
  • звукопоглощение;
  • жаростойкость.

В строительстве используются в основном фракции меньше 4 мм. Крупная фракция закладывается как наполнитель для огнеупорных бетонов. Мелкая фракция 0,5-1 мм используется в качестве сыпучего теплоизолятора, которым заполняют пустоты в стенах или насыпом для утепления перекрытий. Характеристики представлены в таблице.

Теплопроводность, Вт/м*К Плотность, кг/м3 Массовая доля влаги, % Коэффициент звукопоглащения на частоте 1кГц
Вермикулит вспученный 0,5 мм 0,053 144 3 0,56-0,6
-//- 1 мм 0,050 125 4 0,6-0,65
-//- 2 мм 0,049 100 4 0,7-0,8
-//- 4 мм 0,048 94 5 0,7-0,8
-//- 8 мм 0,045 87 3 0,7-0,8

Подробнее по свойствам.

Теплопроводность. Доминирующую роль оказывает на этот параметр слоистая структура материала после вспучивания под воздействием температуры. Отдельные пластинки остаются прочно связанными, но между ними разрывается непосредственный контакт, который заполняется воздухом. Сам по себе материал обладает теплопроводностью порядка 2-2,7 Вт/м*К, за счет разрыва связей между кристаллическими пластинами этот показатель снижается до 0,03-0,12 Вт/м*К, что ставит его в один ряд с минеральной ватой и экструдированным пенополистиролом. В то же время его используют насыпом, от чего материал способен заполнить все неровности и ниши.

Гигроскопичность. Свойство, которое поясняет востребованность вермикулита в сельском хозяйстве и даже гидропонике. Зазоры между кристаллизованными пластинками с одинаковой легкостью заполняются воздухом и водой. Материал обладает высокой гигроскопичностью. Для примера 100 грамм вермикулита способны удержать до 500 мл воды. Что еще важнее вода и влага с одинаковой легкостью попадает в материал и выходит из него. В применении вермикулита как утеплителя для ограждающих конструкций это необходимо учитывать и желательно использовать как достоинство, а не как недостаток.

Звукопоглащение. Вермикулит оказался отличным материалом для обустройства звукоизоляционных барьеров. Высокая абсорбция, отсутствие оседания в материале при сжатии и повышенная упругость позволяют в широком диапазоне контролировать реверберацию. Проще говоря, вермикулит способен поглотить звуковые волны, при этом не воспроизводя под воздействием трения или деформаций вторичных волн, посторонних звуков. При сжатии вермикулита, прессовании примерно на 10-20% добиваются максимального поглощения звуковых волн.

Жаростойкость. Температура плавления вермикулита превышает 1300 гр. После вспучивания материал больше не подвергается видоизменениям и не подвержен разложению, изменению состава и т.п. Это делает его жаростойким материалом, который можно применять при изоляции печей, каминов, труб и дымоходов.

Вермикулитовые плиты

Кроме этих характеристик вермикулит можно описать еще целым рядом полезных свойств:

  • Экологически чистый, без вредных выделений во всем диапазоне допустимых условий эксплуатации.
  • Предотвращает выпадение конденсата. Он быстро впитывает влагу, а после столь же легко отдает ее в виде пара. При этом важно создать оптимальные условия для отвода лишней влаги.
  • Высокая текучесть. Легко заполняет пустоты, ниши и поверхности сложной формы.
  • Не привлекает грызунов. Не является для них привлекательной едой и за счет высокой гигроскопичности быстро поглощает запахи меток грызунов, от чего они быстро теряют интерес к пространству, заполненному вермикулитом.
  • Не вызывает аллергии.
  • Не радиоактивен и отражает часть радиационного спектра, имеет нейтральный pH.
Читайте также:
Вышивка на одежде своими руками: основные техники, стили и правила

Продается вспученный вермикулит в качестве утеплителя в мешках фасовкой по объему в 50 литров. Этого достаточно, чтобы при толщине слоя в 10 см двух мешков хватало для засыпки 1 м2.

Материал фракцией 0,5-1 мм для утепления перекрытий подают к месту укладки воздухопроводами, как и, например, эковату. В противном случае его засыпают непосредственно из мешков. Дополнительно вспушивать для засыпки ненужно.

Особенности использования

Для эффективной теплоизоляции слой утеплителя должен создавать требуемое значение теплосопротивления. В средней полосе РФ это значение берется равным примерно 3,5-3,8 м2*К/Вт. Получается и слой вермикулита для достижения нужного эффекта должен составлять не менее 17,5 см для фракции 1 мм.

Для экономии материала применяют одну хитрость : смешивают вермикулит с древесными опилками в соотношении 1:1 или 6:4. Минеральный утеплитель не дает опилкам слежаться и обеспечивает свободный вывод влаги из них.

Опилки добавляют объема слою утепления без существенного снижения его общего теплосопротивления. Опилки достать гораздо проще, и стоимость их несущественна. В сочетании с вермикулитом нивелируются их недостатки, и в сухом остатке получится экономия на утеплении.

Соединяют материалы на месте, перемешивая их до однородной массы ручным миксером, насадкой к дрели. Как вариант, опилки и вермикулит в нужных пропорциях закладываются в пневматический насос для подачи по воздуховоду к месту укладки. За время доставки они достаточно перемешаются.

Достоинства

Вермикулит – это минерал, в основе которого пластинчатые кристаллы, объединенные в объемные группы. Он долговечен и при этом, в отличие от минеральной ваты, не подвержен разрушению, не спрессовывается, не опадает в осадок под собственным весом. Это делает его гораздо лучшим утеплителем, чем керамзит или перлит, к которым он по существу ближе.

По теплопроводности он наравне с наиболее часто используемой минеральной ватой, обладает той же огнестойкостью и стойкостью к воздействию окружающей среды, но не спрессовывается со временем. Звукоизоляционные характеристики заметно лучше любого из перечисленных материалов. Основным же достоинством является его низкая стоимость и доступность.

Альтернативой с такими же свойствами являются перлит и эковата. Однако перлит уступает по стоимости и доступности, а эковата существенно уступает в плане пожарной безопасности и со временем попадает в виде целлюлозной пыли внутрь помещения.

Недостатки

Основным недостатком вермикулита является его способность впитывать влагу в 3-4 раза больше своего собственного объема. Однако он с той же легкостью и отдает ее, в отличие от натуральных материалов (целлюлозы, древесины) или полимерных утеплителей.

При использовании вермикулита особенно важно обеспечить хорошую вентиляцию для отвода лишней влаги. Так как это естественное требование при обустройстве крыши и кровли при использовании абсолютно любого материала утеплителя, то из недостатков сильное водопоглощение переносится в разряд особенностей, о которых следует помнить и учитывать при проектировании дома.

Важные свойства и характеристики вермикулитовых плит

При утеплении строительных конструкций традиционно применяются минеральная вата либо насыпные составы – чаще всего из керамзита. Они привлекают внимание профессиональных строителей сравнительно низкой ценой и неплохими теплоизоляционными показателями. Однако на смену им приходят вермикулитовые плиты, изготавливаемые на основе природных компонентов и не содержащие в своем составе вредных веществ. Этот утеплитель по своим техническим показателям сравним с параметрами минваты, но превосходит ее по долговечности и звукоизоляционным свойствам.

  1. Тип утеплителя
  2. Особенности материала и характеристики
  3. Размеры плит
  4. Достоинства и недостатки
  5. Области применения
  6. Правила использования
  7. Сочетания вермикулита
  8. Производители

Тип утеплителя

Вермикулит — материал на основе горных пород — применяется как утеплитель в виде прессованных плит

Утеплительный материал вермикулит изготавливается на основе породы вулканического происхождения, в состав которой входит несколько химических элементов и природные примеси. Благодаря такому составу он имеет особый бронзовый или золотистый оттенок. В строительстве в основном применяют вспученные или вспененные вермикулитовые материалы, получаемые путем термической обработки исходного минерала при температурах порядка 900-1200°.

Читайте также:
Живое украшение дизайна

Интенсивное тепловое воздействие вызывает значительное увеличение исходного объема – он возрастает примерно в 20-25 раз. В результате термической обработки утеплитель вермикулит приобретает свойства материала, характеризующегося низкой теплопроводностью и повышенной плотностью. Теплопроводность вермикулитового материала принимает значения 0,04-0,12 Вт/м*К.

Особенности материала и характеристики

Характеристики вермикулитовых плит представлены следующими рабочими параметрами:

  • теплопроводность;
  • прочностные показатели;
  • звукоизоляционные свойства;
  • огнестойкость и термическая устойчивость;
  • гигроскопичность.

Вермикулит превосходит базальтовую вату, керамзит и пенопласт по теплопроводности

Особенностью теплоизоляционных материалов на основе вермикулита считается высокий показатель теплопроводности, получаемый за счет слоистой структуры. Между тонкими пластинками в массиве плиты имеются пустоты, в которые легко проникает воздух. Это не ослабляет связей между элементами структуры материала, благодаря чему он обладает достаточной прочностью. По теплопроводности вермикулитовая плита не уступает заготовкам из минеральной ваты, а по деформационной устойчивости превосходит их.

Еще одной особенностью утеплителя является хорошая гигроскопичность – возможность поглощать влагу. Но благодаря слоистой структуре, он также легко отдает ее – предохраняет элементы строительных конструкций от гниения и разрушения. Хорошее звукопоглощение достигается за счет упругости материала и других характеристик. Максимального звукопоглощения удается добиться, если сжать плиту до состояния, когда ее объем уменьшится на 20%.

Теплоизоляционный материал плавится при достижении температурой значения 1300°, во время пожара не образует никаких вредных выделений.

Размеры плит

Толщина вермикулитовых плит от 15 до 60 мм

Вермикулит выпускается в виде дискретных фракций, размер которых не превышает 4 мм (в виде засыпки). На их основе изготавливаются строительные плиты типа ПВО-500 толщиной порядка 20-60 мм и размерами 600х600 мм (1200х600 мм). В ассортименте этого материала можно выделить следующие пять типоразмеров вермикулитовых изделий: 1200х600х20 мм, 900х600х20 мм, 600х600х20 мм, 600х300х20 мм и еще один нетиповой размер 300х300х20 мм.

Достоинства и недостатки

Достоинства вермикулита удобнее рассматривать в его сравнении с минватой, являющейся ориентиром для оценки качества утеплительного материала. По отношению к ней плиты на основе вермикулита более долговечны, что объясняется их высокой прочностью. По этому показателю он превосходит керамзит и перлит.

К числу достоинств утеплителя также относятся следующие свойства:

  • заготовки из вермикулита не уступают минеральной вате по основным показателям;
  • плиты не удерживают влагу, не образуя конденсата внутри строительных конструкций при наличии условий для отвода пара;
  • при толщине листа в 15 мм плиты устойчивы к воздействию открытого пламени в течение 45 минут.

Последнее обстоятельство позволяет использовать вермикулит для отделки каминов, устанавливаемых в частных домах.

Вермикулит обходится дешевле каменной ваты, так как прост в изготовлении

По способности поглощать шумы такие плиты превосходят все перечисленные ранее утеплители. Кроме того, изготавливаемый из горных пород теплоизоляционный материал отличается экологической чистотой и не выделяет вредных для здоровья человека веществ. По этой же причине он дешевле других утеплителей, включая минеральную вату.

К недостаткам этого вида теплоизоляторов относят:

  • из-за высокой гигроскопичности материала при монтаже утеплительных плит потребуется обеспечить хорошую вентиляцию помещений;
  • при их производстве возможно неполное удаление частичек асбеста, вредного для человека;
  • при приобретении материала следует удостовериться в наличии сертификата качества, подтверждающего его безопасность.

Если учесть все проблемные места изделий из вермикулита, его применение считается полностью оправданным.

Области применения

Вермикулит используют не только в плитах, но и насыпью

Плиты из вермикулита иногда используются при утеплении стен, полов и кровель строящихся зданий. Высокая огнестойкость и способность сохранять свою форму позволяют использовать их в следующих сферах:

  • для утепления чердачных помещений;
  • для изоляции труб бытовых печей и каминов;
  • с целью защиты стен, расположенных рядом с дымоходами;
  • как упаковочный материал, используемый при транспортировке хрупких и ценных грузов;
  • в металлургии – для снижения тепловых потерь при разливе стали;
  • как жаростойкая паровая изоляция газоходов, котлов и термических печей промышленного назначения.

Нередко этот материал используется в качестве составляющей пирога, обустраиваемого при отделке каминных конструкций.

Правила использования

Под вермикулит обязательно используется гидроизоляционная пленка

При применении этого материала потребуется соблюдать определенные правила:

  • поверх утеплительного слоя обязательно обустраивается диффузная мембрана, выполняющая функцию гидроизоляции;
  • утепляемые вермикулитом чердаки необходимо проветривать, искусственно организуя перепад давлений;
  • при утеплении каркасных строений или конструкций типа «колодезная кладка» плиты из вермикулита размещаются в пустотах между кирпичами или элементами конструкций;
  • изделия укладываются в полости постепенно по мере сборки сооружения.

Действующими строительными нормативами предписывается крепить плиты любыми доступными для этого способами. Однако не исключается свободная укладка заготовок, если они размещаются в полостях без зазоров.

Сочетания вермикулита

Слой вермикулита в зависимости от размера гранул

Читайте также:
Быстровозводимые здания: виды технологий и особенности

Несмотря на вполне доступную цену и неоспоримые достоинства, при использовании без добавок плиты из вермикулита обходятся при строительстве достаточно дорого. По этой причине они применяются в сочетании с другими утеплительными материалами. Для снижения расходов на производство вермикулит нередко смешивается с древесными опилками. В таком сочетании готовое изделие сохраняет свои исходные характеристики и со временем не уплотняется за счет собственного веса.

При смешении компонентов отделочных материалов с гранулами вермикулита получается состав под названием «теплая штукатурка». Указанное сочетание имеет неоспоримые преимущества, если сравнивать его с привычными методами отделки поверхности стен. Проявляется это в том, что у штукатурки с вермикулитом удельный вес несколько ниже, чем у других аналогичных составов.

По основным тепловым показателям и другим определяющим параметрам рассмотренное сочетание также превосходит их.

25-мм пирог из штукатурки и вермикулита позволяет добиться тех же теплоизоляционных показателей, что и 100-150-мм слой из смеси цемента и песка. Приготовленная в таком виде штукатурная смесь спокойно наносится практически на любую отделываемую поверхность, включая кирпичную кладку и бетонные плиты.

Производители

Компания Дмитровская теплоизоляция выпускает плитный и вспученный вермикулит для стройки

Среди известных производителей материалов и плит на основе вермикулита выделяются следующие отечественные фирмы и компании:

  • ООО ПКО Дмитровская Теплоизоляция (город Дмитров). Основным направлением деятельности является выпуск прошивных и фасонных изделий из вермикулита.
  • Группа компаний СФР (город Колпино). Основное направление деятельности – производство и реализация в оптовых масштабах широкого ассортимента разнообразных утеплительных материалов.
  • Специалистами из ленинградской области выпускаются сухие строительные смеси, вспученный вермикулит, а также ряд образцов материалов электротехнического назначения.
  • Торговый дом Вермит из Челябинска занимается производством и реализацией огнезащитных составов и плит с применением вермикулита.

К этому перечню может быть добавлена НПО Органика из Челябинска и еще несколько мелких компаний, не заслуживающих особого внимания.

Важные свойства вермикулитовых плит

Для утепления домов в основном используют минеральную вату или керамзит. Оба материала отличаются сравнительно низкой ценой и обеспечивают хорошую теплоизоляцию. Заменить популярные утеплители способны вермикулитовые плиты.

Они основаны на природных компонентах и не содержат вредных для человека веществ. Вермикулит по эксплуатационным характеристикам и ряду других показателей сопоставим с минеральной ватой.

Что собой представляет

Минерал вермикулит представляет собой слоистую породу вулканического происхождения. В его состав входит железо, кремний, магний, алюминий и другие примеси.

В строительстве применяют вспученный вермикулит, который получают путем обработки горной породы при температуре 900-1200°. Тепловое воздействие приводит к многократному (примерно в 20-25 раз) увеличению размера исходного состава.

Результатом такой обработки становится материал, отличающийся низкой теплопроводностью и плотностью. В зависимости от фракции исходной породы и ряда других факторов коэффициент теплопроводности вермикулитовой плиты равен 0,04-0,12 Вт/м*К.

Вермикулит часто используют в сельском хозяйстве для мульчирования почвы. Порода имеет бронзовый или золотистый окрас.

Характеристики материала

Характеристики вермикулитовых плит зависят от фракции горной породы. Они определяют следующие параметры:

  • теплопроводность;
  • звукопоглощение;
  • жаростойкость;
  • гигроскопичность.

Вермикулит в строительстве применяется в виде фракций, размер которых не превосходит 4 мм. Плиты, получаемые в ходе обработки горной породы, имеют толщину 20-60 мм.

Они используются в основном для утепления стен и пола. Если возникает необходимость в заполнении пустот, образующихся при возведении здания, применяется мелкофракционный вермикулит (диаметр 0,5-1 мм).

Высокая теплопроводность, которой отличается этот утеплитель, обеспечивается его слоистой структурой. Между каждой пластиной остаются пустоты, заполненные воздухом. Однако, несмотря на указанный факт, все слои прочно связаны друг с другом. По показателю теплопроводности вермикулитовые плиты сопоставимы с минеральной ватой.

Таблица характеристик плит

Второй важной особенностью, которой обладает утеплитель, является гигроскопичность. Пустое пространство между пластинами заполняется как воздухом, так и водой. При этом плиты легко выпускают жидкость, благодаря чему они защищают конструктивные элементы здания от контакта с влагой.

Природный вермикулит обеспечивает хорошее звукопоглощение. Плиты из него препятствуют распространению звуковых волн в различном диапазоне за счет упругости, устойчивости к деформированию и других характеристик. Более того, при сжатии вермикулитовой плиты на 20% достигается максимальный коэффициент звукопоглощения.

Вермикулитовые плиты начинают плавиться при температуре от 1300°. Во время пожара материал не выделяет вредных веществ. А благодаря тому, что вермикулитовые плиты после вспучивания сохраняет свою первоначальную форму, их можно использовать для изоляции труб, каминов и дымоходов.

Читайте также:
Звукоизоляция под штукатурку: гипсовая продукция для стен и потолка в квартире, современные материалы для шумоизоляции

Достоинства

Вермикулит утеплитель отличается долговечностью в сравнении с минеральной ватой. Длительный срок службы объясняется тем, что материал со временем не разрушается и не спрессовывается. По этому показателю он превосходит керамзит и перлит.

В сравнении с минеральной ватой вермикулитовые плиты имеют сходные показатели теплопроводности и огнестойкости. Этот утеплитель легко поглощает и отпускает влагу, благодаря чему на стенах не образуется конденсат при условии, если созданы соответствующие условия для отвода пара.

Вермикулитовые плиты при толщине листа в 15 мм способны выдерживать воздействие открытого пламени в течение 45 минут. Поэтому их можно применять для отделки внешних частей печей и каминов.

По показателю шумопоглощения вермикулитовые плиты превосходят все названные ранее материалы. За счет того что они изготавливаются из горной породы, утеплитель экологически чистый, не выделяет вредных веществ, вне зависимости от условий эксплуатации, и не провоцирует аллергических реакций. В них не размножаются
бактерии и грибки.

Благодаря высокой гигроскопичности плиты быстро поглощают не только влагу, но и естественные выделения грызунов. Поэтому мыши не портят материал.

Последним важным достоинством вермикулитовых плит является их низкая цена в сравнении с минеральной ватой.

Недостатки

Высокая гигроскопичность создает определенные трудности монтажникам, которые проводят утепление вермикулитом. При работе с материалом важно организовать хорошую вентиляцию помещений, посредством которой лишняя влага будет выводиться наружу.

Горная порода, из которой получают вермикулитовые плиты, может содержать в себе частицы асбеста, вещества, опасного для человеческого организма. При покупке материала для утепления стен необходимо ознакомиться с сертификатом качества. В нем должна быть оговорена безопасность материала.

Применение

Для утепления стен, полов и кровли применяются плиты или вермикулит в виде мелкого порошка. Сыпучий материал позволяет заполнить все пустоты. Укладка утеплителя проводится по тому же принципу, что и керамзита. В целях экономии сыпучий вермикулит нередко смешивают с другими строительными материалами.

Плиты, изготовленные на основе вермикулита, используются редко. Обычно в строительстве применяется насыпной материал. Прежде чем укладывать теплоизоляционный слой из вермикулита в кровле или потолочных конструкциях, необходимо смонтировать гидроизоляцию. Она предотвратит образование конденсата.

Сверху на гидроизоляцию насыпается вермикулит. Толщина слоя должна соответствовать климатическим условиям, в которых находится дом. В средней полосе России достаточно насыпать 100-150 мм утеплителя.

В целях снижения расходов можно смешивать вермикулит с опилками. В таком сочетании утеплитель сохранит свои первоначальные свойства и со временем не спрессуется под собственным весом.

Сверху на балках крепится диффузная мембрана. Также важно обеспечить нормальное проветривание чердачного помещения. В ином случае из-за гигроскопичности вермикулитовых плит со временем под кровлей начнутся процессы гниения древесины и появится грибок.

Материал применяется для утепления стен, возведенных по каркасной технологии или по типу «колодезной кладки». Вермикулит засыпается по мере строительства конструкции в пустоты между кирпичами или древесиной. Важно на этом этапе постоянно утрамбовывать материал.

Если при строительстве здания используются крупные блоки, вермикулит засыпается в их пустоты. Такое применение материала повышает показатель шумопоглощения стен.

Вермикулитовые плиты отдельно от других утеплителей чаще применяются, когда возникает необходимость в организации огнеустойчивого слоя. Особенно актуален материал в жилых помещениях, где укладка слоя из асбеста противопоказана в виду крайней вредности этого материала.

Смешение с другими материалами

Несмотря на сравнительно доступную цену, вермикулитовые плиты, укладываемые в «чистом» виде, обойдутся в итоге достаточно дорого. Поэтому чаще в строительстве утеплитель применяется для изготовления разнообразных растворов. В частности, он позволяет изготовить так называемую «теплую штукатурку».

Такое сочетание обладает массой преимуществ в сравнении с традиционными методами отделки наружных и внутренних стен. Удельный вес штукатурки с вермикулитом ниже, чем у других составов.

При этом по показателю термического сопротивления она превосходит другие материалы. 25-мм слой штукатурки, смешанной с вермикулитом, обеспечивает те же показатели, что 100-150-мм слой из цемента и песка.

Кроме повышения теплоизоляционных свойств стены, использование данного сочетания позволяет улучшить показатель шумопоглощения.

Штукатурку с вермикулитом можно наносить практически на любую поверхность, включая бетонные плиты и кирпич. Она обладает достаточной адгезией. Цементно-вермикулитовый раствор хорошо переносит низкие температуры.

«Теплые штукатурки» обладают еще одним важным качеством: они имеют золотистый или серебристый цвет, получаемый благодаря включению в состав горной породы. Под воздействием солнечных лучей эта особенность будет наиболее заметной.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Foundation-Stroy.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: