Hőszigetelő anyagok

Habüveg gyártása, hőszigetelés, tulajdonságai és alkalmazása

Fogalma

A habüveg újrahasznosított üvegből készített, könnyű, formatartó, öregedésnek ellenálló hőszigetelő anyag. Tökéletesen zárt cellaszerkezete miatt rendkívül szilárd, teljesen vízálló, nedvességet egyáltalán nem képes felvenni, párazáró és nem éghető.

Ömlesztett formája a duzzasztott üvegkavics (vagy más néven üveghab granulátum). Felhasználásának több módja lehetséges, alkalmazható hőhídmentes alapozásokhoz, zöldtetők szigeteléséhez, út- és vasútépítéshez és zajvédő falakként is.

Habüveg hőszigetelésre

Története

A 20. századi ipari fejlődés eredményeként jelent meg a habüveg, mint új hőszigetelő anyag. Az 1930-as években több szabadalom is megjelent, ezért nehéz megállapítani, hol készítettek először habüveg terméket. Alapvetően kétfajta gyártástechnológia terjedt el. Az egyiknél porrá őrölt üveget összekevertek egy gázképző anyaggal, majd a keveréket felhevítették. A nagy hőmérsékleten fejlődő gázok pórusokat hoztak létre a megolvadt üvegben.

Ezt a technológiát 1932-ben a Szovjetunióban a Moszkvai Mengyelejev Intézet egyik labormérnöke, Iszaak Ilijics Kitajgorodszkij alkalmazta először, aki finomra őrölt üvegport és kalcium-karbonát keverékét hevítette fel 850 °C-ra, majd formába öntve lehűtötte. Az így kapott szigetelőanyag 0,3 g/cm3 sűrűségű, hővezetési tényezője 0,06-1,08 Wm-K volt.

Hasonló technológiát fejlesztettek ki 1934-ben a franciaországi Saint-Gobain vállalat üveggyárában is, ahol porrá őrölt üveget bóraxszal és cink-oxiddal kevertek össze. A keveréket felhevítve itt is gázok keletkeztek, amelyek a megolvadt üvegben pórusokat hoztak létre. Az így keletkezett anyag azonban túlságosan nagy sűrűségű volt.

A gyártástechnológiát 1940-ben William O. Lytle a Pittsburgh Plate Glass & Corning Glass Works munkatársa továbbfejlesztette, és szabadalmaztatta azt az eljárást, miszerint a keletkezett anyagba további gázt (vízgőz, levegő) vezettek be további pórusokat létrehozva. Az így nyert habüveg mint beltéri hőszigetelés előnyös tulajdonsága volt kis önsúlya, tűzállósága (800 °C-ig), vízállósága, valamint a kártevőkkel szembeni ellenálló képessége, amelynek köszönhetően az 1940-es évektől kezdve szélesebb körben gyártani és forgalmazni is kezdték. Legnagyobb hátránya az alkáli érzékenysége.

Gyártása

Az üveghab tábla és az üveghab granulátum egyaránt újrahasznosításra összegyűjtött, tisztított és aprított üvegből készül. A gyártás során ez az értékes alapanyag újrahasznosul, és a hőszigetelő termék előállításához így nem szükséges üveget gyártani, ezzel pedig energia takarítható meg a termék előállítása során.

Habüveg hőszigetelés

A gyártás első lépése az alapanyagok adagolása és megfelelő mértékű keverése. Ezek az anyagok egyengetés és méretre vágás késztermék az újrahasznosított üveg, földpát, nátrium-karbonát, vas-oxid, homok, nátrium-szulfát és nátrium-nitrát. Az anyag az olvasztókemencébe kerül, amelynek állandó hőmérséklete 1250 °C, majd miután megolvad, kifolyik a kemencéből.

A habüveggyártás folyamata

A habüveggyártás folyamata

Az olvadt üveg a szállítószalagra esik, ahol lehűl és továbbhalad az őrlőbe. Az összetevőket a golyós malom finom porrá őrli, majd kis mennyiségű szénnel keverve rozsdamentes acélformákba töltik. Az így kitöltött formák egy habosító kemencén haladnak át, ahol a hőmérséklet 850°C, itt nyeri el az anyag egyedülálló sejtszerkezetét.

A gyártás következő részében az elemek az izzítókemencén haladnak át, így hőterhe-lés nélkül feszültségmentesen, ellenőrzés alatt hűlnek le. Ezután a lehűlt táblákat méretre vágják, és rendezik őket. A táblásítás során keletkezett gyártási hulladék visszakerül a termelésbe. A táblákat ezután becsomagolják, majd címkézik és deponálják. A gyártás utolsó fázisában a kész termékeket tárolják, és felkészítik a szállításra.

Duzzasztott üveg kavics

A habüveg granulátum gyártási folyamatának első lépésében a hulladéküveg befogadása, majd szakszerű és pontos előválogatása következik. Ennek eredményeképpen megfelelő méretű és megfelelő tisztaságú üvegcserép keletkezik. A gyártás következő lépése az így létrejött üvegcserép őrlése. A megőrölt üveget ezután adalékanyaggal keverik össze. Az őrölt alapanyagot üveglisztnek nevezik.

Az üveglisztet kb. 900 °C-on kemencében üveggé égetik. Az így kiégetett üveghab kb. 300 °C-ra lehűl, de ezen hőmérsékletesés alatt feszültségek keletkeznek az anyagban, ami repedéseket okoz. Ezeknek a repedéseknek köszönhetően az üveghab jellegzetes formájúvá alakul, hullik szét. Az így kialakult üveghab granulátum egyformán zárt sejtekből áll.

Tulajdonságai

Az üveghab táblának egyedülálló tulajdonságai vannak a hőszigetelések között. Különleges tulajdonságainak köszönhetően a legszigorúbb elvárásoknak is megfelel. Cellaszerkezete hermetikusan zárt, így a habüveg tábla hőszigetelés rendkívül nyomásálló, teljes mértékben vízálló, páradiffúziós szempontból zárt, és nedvességet nem vesz fel. Az egyetlen olyan hőszigetelő anyag, amely anyagában párazáró.

Mivel tiszta üvegből készül, vízálló, nedvességet nem vesz fel, így nem duzzad meg és nagyfokú fagyállósági tulajdonságai is vannak. Szervetlen, nem rohad, tápértéket nem tartalmaz, így növényi kártevők, rovarok és rágcsálók nem telepszenek meg az anyagban. Nagy nyomószilárdságú, ezért tartós terhelés hatására sem deformálódik, ezáltal teherhordó hőszigetelésként is alkalmazható. Nem éghető, ezáltal tárolása és felhasználása nem jelent veszélyt. Tűz esetén gátolja a lángok akadálymentes továbbterjedését. Teljesen zárt üvegcellákból álló szerkezetének köszönhetően párazáró, nem tud átnedvesedni, a nedvességet nem veszi fel, akár évtizedeken át őrzi hőszigetelő képességét.

Habüveg hőszigetelő tábla

Habüveg hőszigetelő tábla

Öregedésálló, alak- és mérettartó, nem roskad, nem duzzad, alakját és méretét tartja, nem töredezik, nem szakad, és nem nyomódik be. Az üveghab granulátum szemnagysága sem változik. További előnye, hogy hőtágulási együtthatója az acéllal és a betonnal közel azonos, ezért nem okoz különösebb problémát a vasbeton szerkezettel való együttdolgozása. Ellenáll a savaknak és egyéb szerves oldószereknek. Agresszív légköri anyagok nem károsítják. Az üvegsejtek fala vékony, ezáltal egyszerű eszközökkel (pl. körfűrésszel, kézifűrésszel) könnyen megmunkálható, alakítható, méretre vágható.

Környezetkárosító tűzgátló- és hajtóanyagoktól mentes, nem tartalmaz mérgező anyagokat, ráadásul újrahasznosítható (pl. szigetelő granulátumként vagy könnyű adalékanyagként).

Alkalmazása

Habüveg táblás hőszigetelés

Az üveghab tábla előnyös tulajdonságainak köszönhetően számos épületszerkezet hőszigetelésére alkalmas. Aljzatok, oldalfalak és lapostetők hőszigetelésére egyaránt alkalmazható hőszigetelő anyag. Kifejezetten alkalmas talajjal érintkező fal- és padlószerkezetek, nagy terhelésű lapostetők, zöldtetők vagy akár zöldhomlokzatok hőszigetelésére is. Ezenfelül alkalmazható belső oldali párazáró hőszigetelésként. Nagy nyomószilárdságának köszönhetően falazatok alatti teherhordó hőszigetelésként is alkalmazható. Ipari hőszigetelő és párazáró anyagként való felhasználása is jelentős, ugyanis nagy hőmérséklet-tartományban alkalmazható.

A habüveg hőszigetelés fontosabb anyagtulajdonságai

TulajdonságJelMérték-egységÉrték 
táblásgranulátum
Testsűrűségρkg/m3115-220150-230
Nyomószilárdságσ nyomókPa700-1700120-500
Húzószilárdságσ húzókPa--
Hajlítószilárdságσ hajlítókPa--
FajhőϹJ/kg x K800-1100800-1000
Vízfelvétel (hosszú idejű)WV/V%010-15
Hővezetési tényezőλW/m x K0,040-1,0600,070-1,014
Páradiffúziós ellenállási számµ-1,5
Páradiffúziós tényező-mg/ Pa x h x m--
Gyulladási hőmérsékletT°C--
Tűzvédelmi osztály--A1A1

A) Homlokzati hőszigetelés

Az üveghab tábla épülethomlokzatok hőszigetelésére alkalmas. A homlokzati hőszigetelés kialakítása lehet vakolt homlokzat, nehéz, ill. könnyű burkolatú átszellőztetett homlokzat, vagy akár maghőszigetelt kialakítású is. A homlokzati üveghab táblák két típusa létezik. Az egyik a falra ragasztható üveghab tábla, a másik pedig a maghőszigetelt falazatok esetén alkalmazható hőszigetelt üveghab tábla.

B) Padlók hőszigetelése

A padló szigetelésére gyártott üveghab táblák egyaránt alkalmasak az épület padlóját védeni a hőveszteségtől és a nedvességtől is. A hőszigetelő táblákat kétoldali üvegfátyol kasírozással is ellátják. A megkülönböztetés érdekében a felső és az alsó oldali kasírozás más színű. A teherhordó, hőszigetelő üveghab táblákat a beton padlólemezek, lemezalapok alá építik be.

Padló hőszigetelése habüveggelPadló hőszigetelése habüveggel

A hőszigetelő üveghabtábla termékek speciális típusa a padlólemezek készítésekor alkalmazott kiegészítő hőszigetelő elem, amely hőszigetelő képességén túl a zsaluzat szerepét is betölti, így a zsaluzat költségei megspórolhatok. Az alapelemeken kívül gyártanak külső és belső sarokelemeket is, de kérésre speciális, kerek geometriájú elemek gyártása is megvalósítható.

C) Talajjal érintkező szerkezetek hőszigetelése

Az üveghab táblák tulajdonságaiknak köszönhetően talajjal érintkező épületszerkezetek hőszigetelésére is alkalmasak, aminek többféle módja létezik a talajtól és a nedvességviszonyoktól függően.

Az üveghab táblákat teljes felületükön, és a fugák mentén is ragasztással kell elhelyezni a fogadószerkezetre. Erre azért van szükség, hogy a nedvesség a táblák közé és mögé ne juthasson be. Az üveghab tábla termékek 12 méteres mélységig beépíthetőek, akár talajvíznek kitett helyeken is.

D) Lapostetők hőszigetelése

A lapostető üveghab táblákkal történő hőszigetelése során a táblákat teljes felületen forró bitumennel a teherhordó szerkezetre ragasztják.

Ezután ugyanezen technológiával a vízszigetelést közvetlenül az üveghab hőszigetelés felső felületére ragasztják. így létrejön egy tökéletesen szigetelt tetőszerkezet, melybe a csapadék és egyéb nedvesség nem képes bejutni. Az üveghab tábla hőszigetelés egyaránt alkalmas az időjárás minden viszontagságának kitett terasz-, zöld- és parkolótetők, ill. fordított rétegrendű lapostető kialakítására is.

E) Teherhordó falak alatti hőhídmegszakítás

A különböző anyagú épületszerkezetek csatlakozásai mentén gyakran alakulnak ki hőhidak. Az egyik, hőszigetelés szempontjából legnehezebben megoldható épületszerkezeti példa a padló és a külső fal csatlakozásánál, a lábazati zónában a teherhordó falak alatti felületek hőszigetelése. Erre nyújt megoldást a nagy teherbírású, de egyben rendkívül jó hőszigetelő képességű anyag, a habüveg tábla.

A habüveg anyagú hőhídmegszakító elem, megosztó nyomással terhelhető, teljesen víz- és páraálló hőszigetelés. Ezáltal megoldást nyújt a függőleges és vízszintes épületszerkezeti elemek csatlakozásainak szigetelésére, így a hőveszteség csökkentésére. Az egyetlen építőelem, amely kiváló hőszigetelő, teherhordó és párazáró képeséggel rendelkezik.

Teherhordó fal alatti höhídmegszakítás

Teherhordó fal alatti höhídmegszakítás Foamglas Perinsul HL habüveg termékkel

Kivitelezésének folyamata nem igényel különleges beépítési technológiát, ill. bonyolult rögzítési módot. A teherhordó falak alatt habarcsréteget készítenek, majd a habüvegtábla-elemeket erre helyezik. A hosszanti toldásokat habarcs nélkül kell ütköztetni. Az így lehelyezett habüvegtábla-elemekre habarcsréteg kerül, majd a teherhordó falazat elkészítése következik.

F) Belső oldali hőszigetelés

A belső oldali hőszigetelés kialakítására leggyakrabban műemlék épületek esetén van szükség, de célszerű látszóbeton, zúzott kő vagy téglaépületek esetén is, ha a homlokzatot érintetlenül szeretnénk hagyni.

A habüveg tábla hőszigetelés tökéletes megoldást nyújt belső terek esetén is, ahol a legfontosabb követelmény a tiszta levegő, így alkalmazható múzeumokban, kórházakban és iskolákban egyaránt. A belső oldali habüveg tábla hőszigetelés biológiailag megfelelő megoldást nyújt, penészmentes, környezetbarát és higiénikus. Télen és nyáron egyaránt javítja a klímaérzetet, költséghatékony. A helyiségek funkciójától függetlenül alkalmazható bármilyen burkolat alatt.

Egyaránt alkalmas felújításhoz és új építéshez is. Az üveghab tábla belső oldali szigetelés előnye, hogy tűzálló, égéskor nem bocsát ki mérgező gázokat, esetleges tűz esetén nem új tűz forrása, mivel nem éghető alapanyagból készül. Ez belső oldali hőszigetelés esetén kiemelkedő tulajdonság.