Для чего используют шлак котельный

Обновлено: 19.05.2024

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/м 3 , в зависимости от присутствующих в составе компонент;
удельный вес от 2,56 до 3,65 г/м 3 ;
размеры гранул от 0,7 до 20 мм;
температура плавления до +1500 0 С;
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.

То есть, прежде чем выполнить утепление пола шлаком, плюсы и минусы необходимо оценить применительно к конкретным техническим условиям монтажа, особенностям эксплуатации и требованиям к сроку службы материала.

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

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.

Металлургический шлак

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:

Подбор необходимых инструментов.
Расчёт количества материала в зависимости от требований к уровню теплоизоляции.
Подготовка помещения к монтажным работам.
Монтаж пароизоляции с обработкой глиняным раствором.
Засыпка шлака.
Укладка бетонной стяжки.
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:

Монтаж на деревянное основание

Утепление деревянных полов с использованием шлака выполняется так:

Аккуратно демонтируем деревянную обшивку пола.
Все деревянные несущие конструкции обрабатываем морилкой или антисептиками.
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.
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.
Выравниваем положение лаг так, чтобы их поверхности образовывали единую плоскость.
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.
Укладываем пароизоляционный слой поверх лаг и утеплителя внахлёст на расстояние 15-20 см и проклеиванием стыков специальным скотчем.
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:

Поверхность тщательно очищаем от грязи и мусора. При наличии трещин или повреждений выполняем ремонт, а при недостаточной прочности – демонтируем и заливаем полы заново.
Обрабатываем поверхность антисептиками.
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.
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.
Укладываем армирующую решётку с толщиной прутьев 3-4 мм, размером ячеек 5-10 см.
Заливаем чистовой пол и укладываем напольное покрытие.

Использование шлака в качестве утеплителя для частного дома

Применение местных материалов снижает стоимость строительства частных домов. Утепление шлаком улучшает энергоэффективность жилища и уменьшает затраты на отопление зимой и кондиционирование летом. Шлаки разных типов отличаются по свойствам. Это учитывают в проекте и при строительстве.

Содержание

Экологичность шлака

Рассматриваемый материал — отходы производства. Понимание, вреден ли шлак в качестве утеплителя, важно уже в начале проектирования дома.

Технология утепления и места использования засыпки не предусматривают прямого контакта с человеком. Пыль и газообразные выделения не проникают в комнаты, поэтому нанести вред здоровью не в состоянии.

При покупке нужно требовать сертификат безопасности. Некоторые шлаки излучают радиоактивный фон.

Виды материала

Из отходов металлургических производств и энергетической отрасли получают следующие виды утеплителя:

доменный;
металлургический;
топливный и каменноугольный.

Разные виды используют для утепления конструктивных элементов дома.

Доменный

Материал получают при выплавлении чугуна. В состав входят остатки горной породы, флюсов и зола топлива. Куски очень пористые, материал сыпучий.

В частном строительстве мелкая (более тяжёлая) фракция идёт на засыпки полостей в стенах или под стяжку бетонных полов. Крупная фракция — лёгкая по массе — пригодна для засыпки чердачных перекрытий.

Этот вид сырья идёт на изготовление шлаковых теплоизоляционных материалов.

Наиболее пригодна для утепления шлаковая пемза, обладающая хорошими тепло- и звукоизолирующими свойствами. Она же идёт в наполнитель для шлакоблоков.

Металлургический

К этому типу чаще относят отходы никеле- и медеплавильных заводов, сталелитейных комбинатов.

Материал представляет собой спёкшиеся куски различных фракций. В них много окислов металлов из-за чего масса состава велика.

Металлургические отходы больше пригодны для отсыпок дорожек, стоянок автотранспорта. Большой удельный вес и излишняя теплопроводность ограничивают применение материала для утепления, создавая большую нагрузку на фундамент и строительные конструкции.

Топливный

Сырьём для изготовления служат остатки сгоревших в котельных мазута и каменного угля. Фракция и свойства зависят от типа сжигания (камерное или слоевое).

Остатки топлива гигроскопичны, поэтому перед засыпкой должен быть высушен в течение минимум 2 месяцев без воздействия осадков.

Применяется для засыпки полостей в стенах из кирпича или под бетонную стяжку на полу и перекрытиях.

Преимущества и отрицательные стороны

Несмотря на разницу в технических характеристиках все виды шлаков как утеплители имеют сходные положительные качества.

простотой использования;
низкой стоимостью;
оптимальным воздухообменом;
стойкостью к гниению, образованию грибка, распространению плесени;
возможностью использования в любых помещениях;
механической прочностью и химической нейтральностью;
недоступностью к повреждению грызунами и насекомыми;
хорошими показателями теплопроводности по сравнению с монолитным бетоном или кирпичом;
неограниченным временем использования при соблюдении технологии монтажа;
пожаробезопасностью.

Структура материала накладывает ограничения на применение. Высокий удельный вес учитывают при проектировании несущих конструкций.

Шлаки менее эффективны относительно современных специализированных изделий для теплоизоляции — пенопласта, пеноизола, минеральных плит и др.

Отходы производств не применяют для утепления поверхностей, подверженных воздействию осадков, либо выполняют поверх засыпки бетонные стяжки для защиты от переувлажнения. Мокрый шлак теряет свойства изолятора.

Металлургический тип подвержен ржавчине в условиях повышенной влажности.

Промышленные виды утеплителя скрывают стяжкой или засыпают в пустоты кирпичной кладки для предотвращения попадания вредных веществ в воздух жилых помещений.

Технические характеристики

Параметры разных видов засыпки для сравнения собраны в таблицу. Данные усреднённые, но достаточные для правильных расчётов массы и эффекта от утепления.

Вид шлака	Удельный вес, кг/м3	Теплопроводность, Вт/(м*С)
Доменный	360 – 1000 в зависимости от фракции	0,12 – 0,18
Котельный, каменноугольный	750	0,24 – 0,32
Топливный	1000	0,25
Металлургический	От 1000	0,35 -0,4

Теплопроводность полнотелого силикатного кирпича составляет 0,81 Вт/(м*С). Таким образом, слой каменноугольного шлака толщиной 20 см по свойствам утепления примерно равен кладке в 2 кирпича (51 см). Учитывая разницу в цене, застройщик значительно снижает расходы на материалы.

Технология утепления строительных конструкций

Теплотехнические расчёты и инструментальные замеры показывают, что 5 – 10 % тепла уходит из жилья через пол и грунт, 20 -30 % через стены и столько же через чердачные перекрытия и крышу. Для этих строительных конструкций можно использовать утеплитель шлак.

Последовательность работы по улучшению теплоизолирующих характеристик для пола, потолка, стен различаются.

Утепление пола

В зависимости от конструкции жилища утепление пола шлаком в частных домах проводят по-разному. Если в весенний период и после сильных дождей в подполе, подвале появляется вода, обязательно делают гидроизоляцию.

Краткая инструкция по утеплению земляного пола:

Поверхность освобождают от мусора, выравнивают, при необходимости трамбуют.
Обустраивают гидроизоляцию, для чего засыпают пол глиной, растворённой в воде, и тщательно перемешанной до состояния теста. Другой вариант: расстилают слой гидроизоляционного рулонного материала, стыки проклеивают мастикой.
Аккуратно насыпают слой утеплителя необходимой величины — чем толще, тем лучше. Для большинства регионов достаточно подсыпать 15 – 20 см.
Насыпают 5 см песка, трамбуют.
Заливают цементно-песчаную стяжку (ЦПС) 5 – 10 см.

Если высота потолков в подвале не позволяет обустраивать такой «пирог», можно залить пол бетоном, используя в качестве наполнителя шлак. До заливки устраивают песчаную подушку, которую проливают водой и трамбуют.

Возможен вариант, когда утепляют не земляное основание, а насыпают утеплитель поверх плиты перекрытия на первом этаже. В этом случае получают тепло в комнатах и прохладный подвал.

Последовательность работ простая:

Убирают мусор, грязь, пыль.
Трещины и технологические отверстия заделывают цементным раствором.
Плиту обрабатывают антисептиком для предотвращения возникновения плесени и грибка.
Укрывают поверхность слоем пароизоляционной плёнки (мембраны), которая не допустит проникновения паров из подвала, но даст влаге испариться в подпольное помещение. В домах с сухими подвалами пароизоляция не нужна.
Поверх слоя теплоизолятора выполняют ЦПС.
После высыхания проводят отделку финишными материалами (ламинат, ДСП, линолеум).

Для утепления деревянных полов проводят демонтаж верхнего слоя. Между лагами укладывают гидроизоляцию, поверх которой засыпают шлак. По верхней поверхности лаг прибивают пароизоляцию и контробрешётку. Толщина реек 1 – 2 см. Между насыпкой и настилом образует прослойка воздуха, что предотвратит образование плесени и грибка.

Теплоизоляция потолка

Технологически работа по утеплению пола и потолка не отличаются.

Перед тем как утеплить шлаком потолок, нужно провести расчеты, чтобы не придать конструкциям излишнюю нагрузку. Для этого надо узнать несущую способность плит перекрытия и сравнить её с массой засыпки.

Шлак как утеплитель потолка имеет те же плюсы и минусы, как и при использовании в других строительных конструкциях.

Высота нежилого чердака позволяет насыпать слой любой необходимой толщины (с учётом характеристик плит). Утеплитель сохранит свойства на протяжении всего срока эксплуатации дома.

Чтобы шлак для утепления потолков сохранил свойства, на него не должны попадать осадки. Слуховое окно нельзя закрывать наглухо — это поможет влаге своевременно испариться.

Последовательность утепления:

Плиты перекрытия покрывают слоем гидроизоляции.
Засыпают нужное количество засыпки.
Обустраивают бетонную стяжку толщиной 10 – 15 см, соблюдая уклон для слива воды во время осадков.
Проводят гидроизоляцию рулонными материалами.

Чтобы покрытие прослужило долго, соблюдают инструкции производителей строительных материалов.

Утепление пустотелых стен

Утепление стен шлаком не требует специальных приготовлений. Между внешними и внутренними слоями кирпича по мере постройки стены засыпают любой шлак. Лучше выбирать пористый материал средней фракции. Такие характеристики сделаю дом теплее, между кусками засыпки не будет пустот.

Утепление домов методом засыпки не требует специальных навыков и приобретения дорогостоящего оборудования. В населённых пунктах, где материал является отходом местных производств, теплоизоляция им окажется самым дешёвым и простым вариантом.

Шлак, как утеплитель для потолка, пола и стен частного дома

Утепление потолка при помощи шлака, если оно выполнено грамотно, способно не только обеспечить комфортную эксплуатацию помещения в холодные периоды года, но и обеспечивает существенную экономию на отоплении.

Говоря о теплоизоляции помещения, следует понимать, что утеплению подвергаются все элементы здания, и потолки в этом не исключение. В этих целях применяются разнообразные материалы, однако наиболее бюджетный, но от этого не менее эффективный вариант — это утепление потолка при помощи шлака.

Экологичность шлака

Шлак, используемый для утепления, обладает пористой структурой, благодаря чему этим материалом хорошо удерживается тепло. Данный материал является отходом производства. По этой причине о вредности шлакового утеплителя необходимо задумываться ещё на этапе проектирования здания.

Место засыпки, а также технология выполнения утепления шлаком исключает прямой контакт материала с человеком. Исключается проникновение газообразных выделений и шлаковой пыли в помещение, что сводит на нет любую вероятность нанесения какого-либо вреда здоровью человека.

ВНИМАНИЕ! Приобретая шлак для утепления любого помещения, требуйте сертификат безопасности, который даст гарантию того, что излучаемый материалом радиоактивный фон не превышает норму.

Характеристики и свойства шлака как утеплителя

Шлак представляет из себя силикат, полученный как побочный продукт в ходе проведения восстановления и очистки руд либо переплавки каких-либо промежуточных продуктов, либо металлов. В состав шлака могут входить нейтральный, кислотные либо основные оксиды цинка, магния, кремния, кальция, железа или алюминия.

Основными характеристиками шлаков являются следующие:

коэффициент теплопроводности в диапазоне 0,0325-0,05 Вт/м-К;
плотность может колебаться в пределах 300-1000 кг/м 3 (на этот показатель влияют присутствующие в составе шлака компоненты);
прочность при сжатии — максимум 150 МПа;
размер гранул — 0,07-2 см;
температура плавления — максимум +1500°С;
удельный вес в пределах 2,56-3,65 г/м 3 .

Шлаки обладают повышенной влагостойкостью.

Резон утепления потолка шлаками объясняется тем, что данный материал обладает превосходными эксплуатационными свойствами. Среди таковых необходимо отметить следующие:

биологическая и химическая стойкость;
высокий уровень влагостойкости;
натуральность состава;
отсутствие выделений каких-либо токсичных веществ при эксплуатации;
превосходная сопротивляемость внешним нагрузкам, что гарантирует отсутствие деформации, разрушения и усадки.