Hőszigetelő anyagok

Kerámia falazóelemek tulajdonságai, előállítása és felhasználása

Az 1870-es és 1880-as években beindult a falazóelemek fejlődése is. Elkezdtek foglalkozni a falazóelemek könnyítésével és hőszigetelő képességük növelésével. Egyik első próbálkozás a Bischweiler-tégla volt. Az agyagból készült tégla két elemből állt, egy hamuval kitöltött, nyitott üreges alsó, valamint egy tömör felső részből (fedőlap).

A még ki nem égetett nyerstégla falában lyukakat hagytak, hogy a még ki nem égett kőszén hamudarabok is elégjenek. Azonban a tégla hőszigetelő képessége jócskán elmaradt a várt értéktől, ráadásul a minősége egyenetlenebb, szilárdsága pedig jóval gyengébb volt a hagyományos, tömör falazóelemekhez képest.

Üreges kerámia falazóelemek

Az első kevéssé sikeres próbálkozások azonban további fejlesztésekre késztették a téglagyártókat, így jelentek meg a 20. század fordulóján a különféle üregekkel ellátott téglák. Az első próbálkozások azonban itt sem bizonyultak megfelelőnek. Egyrészt az üregek miatt nem voltak kellően szilárdak, másrészt az üregekben áramló levegő miatt hőszigetelő képességük sem volt kielégítő. Ugyanebben az időben jelentek meg a szénporral vagy tufával kiégetett, ezáltal lyukacsossá vált falazóelemek, amelyek kezdetben jobb megoldásnak bizonyultak, hiszen kis üregeikben nem volt légmozgás, egynemű anyagból készültek, és megfelelő volt a teherbírásuk is.

A későbbi évtizedekben tovább javult a falazóelemek minősége. Az üreges téglából falazott épületelemek jó hőszigetelő képességük mellett egyidejűleg a hőtároló képesség követelményeit is kielégítették, ami a falazat gyors lehűlését és felmelegedését akadályozza meg. További előnyük, hogy előállításukhoz kevesebb nyersanyag kell, gyorsabban száradnak, égetési idejük rövidebb, kiégetésükhöz kevesebb tüzelőanyag szükséges, és kisebb térfogatsúlyuk következtében a gyártás különböző munkafolyamataiban könnyebben kezelhetők és szállításuk is olcsóbb lett.

További előnyük, hogy nagyobb méretben állíthatók elő. A kerámiaanyagok méreteinek felső határát a száradási és az égetési érzékenység szabja meg. Míg a tömör téglák a normális 250 x 120 x 65 mm méretnél nagyobb formában előállítva a száradás és égetés folyamán torzulásra és repedésre hajlamosak, az üreges építőelemek kisebb száradási és égetési érzékenységük következtében a kisméretű téglához képest 5-6-szoros nagysága mellett is szinte selejtmentesen száríthatok és égethetők.

A nagyméretű építőelemek falazása munkaidő-megtakarítással is jár, kevesebb habarcsanyagot igényel, és a belőlük épített fal gyorsabban szárad ki. További előnye, hogy a falazat alapozása kisebb teherbírásra méretezhető, mivel az üreges téglákból készített fal a tömör téglafalazatnál lényegesen könnyebb.

A 20. század folyamán egyre fokozódnak a kerámia falazóelemekkel szemben támasztott hőszigetelési igények, amelyek maguk után vonták a falazatokban használt habarcsmennyiség csökkentését. Első lépésként elegendőnek bizonyul a megnövelt méretű falazóelemek miatti habarcsmennyiség-csökkenés, azonban további hőszigetelőképesség-növelést lehetett elérni habarcstáskás, habarcsdugós és horonyeresztékes (nútféderes) téglacsatlakozások kifejlesztésével, amelyekkel részben vagy egészben kiküszöbölhetővé váltak a függőleges habarcshézagok.

Porotherm 38 N+P kerámiaanyagú

Porotherm 38 N+P kerámiaanyagú kézi falazóblokk

Üreges-porózus kerámia falazóelemek

Az üregtérfogat azonban nem növelhető minden határon túl. Egy idő után a falazóelemek hőszigetelő képessége romlik, ráadásul a nagyobb keresztmetszetű üregek szilárdságcsökkenést okoznak, ami az üregek százalékos növekedésével fokozódik. A falazóelem hőszigetelő képességének fokozása érdekében megjelentek a közönséges agyagból égetett üreges-porózus falazóelemek. Pórusképző adalékanyagként az égetéskor elgazosodó, ill. elégő fűrészport és széndarát használnak.

A következő lépést a nagy méretpontosságú falazóelemek kifejlesztése jelentette, mikor az 1,0-1,2 cm vízszintes habarcshézagokat már néhány milliméter vastag poliuretánhabbal vagy egyéb univerzális ragasztóhabbal is ki lehetett váltani.

Bakonytherm

Bakonytherm  

Hőszigetelő betétes kerámia falazóelemek

LeierPLAN 44 iSO + grafitadalékos, polisztirol hőszigetelő betétes, kerámia

LeierPLAN 44 iSO + grafitadalékos, polisztirol hőszigetelő betétes, kerámia

Mindezzel párhuzamosan megjelentek a különféle anyagú hőszigetelő betétet tartalmazó falazóelemek. Napjainkban több gyártó forgalmaz expandált polisztirol-, kőzetgyapot- vagy éppen duzzasztott perlit anyagú hőszigetelő betétet tartalmazó falazóelemeket. Kiváló hőszigetelő képességük mellett azonban egyelőre meglehetősen kérdéses az ilyen termékek páratechnikai viselkedése.

A falszerkezet különböző rétegeiben elhelyezett hőszigetelő betétek miatt a falszerkezet hőmérsékleti viszonyai és a hőmérséklet-lefutási görbe nagyban különbözik a hagyományos falazóelemekből készült falaktól. A belső, fűtött térhez közel eső hőszigetelő betét hasonló hatást válthat ki, mint egy belső oldali hőszigetelés, ami párafeldúsulást és páralecsapódást okozhat a falazóelem belsejében.

Kőszivacs

Nem elsősorban falazóanyagként, hanem könnyű, kemény hőszigetelő lapként terjedt el az 1920-as évek végén a kőszivacs. Hőszigetelő képessége nagyjából a tömör, kisméretű tégla kétszerese volt (A = 0,18-1,40 W/m-K). Természetesen ez jócskán elmaradt a napjainkban használatos anyagokétól, ezért ma már nem tekinthetjük hőszigetelő anyagnak, azonban történelmi jelentősége miatt egy rövid fejezet erejéig szót kell ejteni róla.

A kőszivacs terméknév kezdetben agyagból égetett, könnyen fúrható, vágható, vakolható, könnyű, lyukacsos, fagyálló és térfogatálló termékeket jelentett, később így nevezték a cementalapú hőszigetelő falazó- és burkolóelemeket is.

Az agyagból készített hőszigetelő termék testsűrűségének és hővezetési tényezőjének csökkentésére, tehát pórustartalmának növelésére a nyersanyagokhoz finoman porított tüzelőanyagot (barnaszenet, fűrészport, falisztet, tőzeget) kevernek. A fűrészpor mennyisége legfeljebb 35% lehetett. A fűrészpor majdnem maradék nélkül ég, ezáltal a legkedvezőbben alakul a porozitás. A szénpor hamuja 30-40%, ezzel szemben a szénpor nagyobb hőmérsékleten ég el, és a pórus környékén szilárdabb kerámiát hoz létre. A gyakorlatban a fűrészport és a szénport vegyesen használták.

A bekevert fűrészporral és szénporral porózussá tett kerámiából, azaz kőszivacsból alapvetően kétféle terméket állítottak elő, hőszigetelő kőszivacs lapot és kőszivacs pallólapot. A maga korában viszonylag drága volt, elsősorban nagyobb acélvázas vagy vasbeton szerkezetű épületek hőszigetelő anyagaként használták, de előfordult vasbeton koszorúk hőszigeteléseként is. A kőszivacs elemek a romló minőségű kovaföldes, parafás anyagoknál tartósabbnak bizonyultak.