Теплоизоляция из древесины

Древесина – распространённое натуральное сырьё, широко используемое для изготовления строительных материалов и в других отраслях промышленности. При её заготовке и обработке остаётся много отходов, в виде коры, сучьев, стружки, пыли. Зачастую производится их утилизация тепловым способом (сжигание), но экономически выгоднее пускать такие отходы в производство теплоизоляционных строительных материалов.

Сырьё для древесной теплоизоляции

Древесина обладает низкой тепло- и звукопроводностью, благодаря наличиям пор между волокнами. Но древесный массив также гигроскопичен, имеет большую стоимость, и поэтому редко применяется в качестве основной теплоизоляции, зачастую выполняя роль отделки и облицовки.

Измельченная древесина, являясь отходами (37% всего объёма лесозаготовки и 52% деревообработки), имеет такие же теплоизоляционные характеристики, низкую стоимость, и с помощью некоторых технологических процессов может становиться невосприимчивой к влаге.

Древесные отходы могут быть как в пригодном для дальнейшего использования виде, так и подвергаться измельчению. Эти фракции разделяют на:

• древесную дробленку, получаемую в дробилках и молотковых мельницах в виде частиц размерами от 2 до 20 мм;
• щепу, которая является побочным продуктом рубки и колки, с толщиной более 1 мм;
• стружку, тонкие ленты, образующиеся при строгании, толщиной не более 1 мм и длиной от 5 мм;
• опилки, как мелкие остатки от распиловки;
• пыль, крупинки менее 1 мм в диаметре, получающиеся при шлифовке.

Еще один вид наполнителя для теплоизоляции и упаковки получают специальным измельчением древесных брусков: это древесная шерсть, витые стружки толщиной 0,5 мм и длиной до полуметра.

Насыпная термоизоляция

Самый простой способ теплоизоляции с применением щепы, стружки и опилок – насыпной. В основном применяется на горизонтальных поверхностях, таких как чердаки, полы, перекрытия между этажами). Теплопроводность такого слоя составляет 0,06–0,095 Вт/м². Верхний слой насыпают мелкими фракциями, затем уплотняют всю площадь утеплителя.

Для снижения пожароопасности и предупреждения плесени, такие покрытия пересыпают гашеной известью, золой, медным купоросом, бурой или борной кислотой. Для борьбы с загниванием, в насыпной древесный утеплитель следует добавить дренаж – перлит, керамзит, вермикулит.

Плюсами насыпной термоизоляции является низкая стоимость и простота изготовления, из минусов – склонность к слёживанию, которая требует периодической подсыпки свежего древесного материала, невозможность применения рядом с нагревательными приборами и во влажных помещения. Кроме того, в насыпном материале часто заводятся грызуны и насекомые. Применение насыпного теплоизолята возможно только внутри ограничивающих стенок, для обшивки поверхностей он неприменим.

Теплоизоляция на неорганических связующих

Добавление связующего наполнителя устраняет усадку и риск поселения грызунов, существенно уменьшает водопоглощение, придает теплоизолирующему слою прочность и жесткость. Вместе с тем, повышается теплопроводность и масса такого материала. Древесный наполнитель с крупными частицами менее прочен и более гигроскопичен, с уменьшением размеров частиц – увеличивается пластичность и ровность поверхности.

Самым распространённым неорганическим связующим является цемент марок М300-М500. Его часть в насыпном утеплителе незначительна, 5-10%, но обязательна для засыпки вертикальных стен, в целях снижения усадки.

Если увеличить количество цемента до 15-20%, то получится теплая штукатурка. В эстетических целях, для придания белизны, до 30% древесины можно заменить измельченной бумагой, 5% цемента – извёсткой.

При примерно одинаковом соотношении цемента и древесного материала получают легкие бетоны, тажке называемые органобетонами, арболитом. В целях снижения стоимости в цемент может добавляться глина и песок, а для повышения твёрдости – гипс (ксилобетон).

Органобетон с древесным наполнителем из хвои и дуба обладает некоторой природной биостойкостью, для других пород рекомендуется предварительная минерализация древесины жидким стеклом на основе калия или натрия или известковым молочком (слабый  раствор CaO₂H₂).

Органобетоны используют, заливая монолитно в приготовленные опалубки, либо же формируют из них плиты (ЦСП – цементо-стружечная плита, ЦВП – цеметно-волокнистая). Плиты могут формироваться с пустотами, заполненными воздухом (бризолит) или полистиролом, для повышения теплоизолирующих свойств и снижения веса. Если же нужно обеспечить дополнительную жесткость, пустоты заливают цементом, образуя дополнительный каркас.

Также в качестве связующего материала используют дешевую и доступную глину, однако такое решение требует хорошую влагозащиту. Это сводит на нет все его преимущества, как и то, что теплоизоляционные свойства глины очень низкие.

Современным неорганическим связующим является силикатная паста (жидкое стекло с добавлением песка или известняка, для ускоренного затвердевания). Силикатная паста хорошо пропитывает древесину, сахара, образующиеся со временем как продукт разложения древесины, не вступают в реакцию с силикатом. Из стеклодревесины делают теплоизоляционные плиты  и стеновые панели, покрывая их снаружи силикатной краской.

Теплоизоляция на органических связующих

Самые распространенные связующие – это термореактивные смолы, реактопласты:  фенолоформальдегидные, фурановые и изоцианатные синтетики. Добавляя их в стружку, получают ДСП (древесно-стружечную плиту), в пыль – ДВП (древесно-волоконную), в опилки – менее распространённую ДОП (древесно-опилочную плиту, также называемую тырсолитом), а смесь с щепой образует ДШП, плиту древесно-щепочную.

Лицевой слой таких плит в большинстве случаев делают из мелкой фракции, это придает повышенную плотность, износоустойчивость, эстетичность. Плиты могут поступать в продаже окрашенными, лакированными, шпонированными, ламинированными.