Широкомасштабное строительство, в т. ч. коттеджное и индивидуальное, требует большого количества строительных материалов разнообразных областей применения, номенклатуры и потребительских свойств. Важное значение в удовлетворении возросших потребностей строителей и индивидуальных заказчиков имеют нетканые материалы, отличающиеся от традиционного текстиля разнообразием способов и технологий производства и используемого сырья (волокнистого и/или в сочетании с неволокнистым).

Наиболее перспективными видами строительных нетканых материалов являются:

- тепло-, шумо-, звукоизоляционные;

- подкровельные.

Кроме этого, в перспективе расширятся области применения материалов других ассортиментных групп, например, для укрепления прочности бетона и его укрытия в зимнее время и др.

Нетканые теплоизоляционные строительные материалы

В последние годы в строительстве начали применятся нетканые материалы, вырабатываемые по разным технологиям из синтетических (преимущественно полиэфирных) штапельных волокон или непосредственно из непрерывных бесконечных волокон фильерным способом (так называемый иглопробивной и термоскрепленный спанбонд). Область применения их постепенно расширяется: от тепловой изоляции строительных ограждающих конструкций зданий, сооружений и трубопроводов до утепления домов в коттеджном и индивидуальном строительстве в качестве тепло-, шумо-, звукоизоляционных материалов. Этому способствуют возможности создания пористых и многослойных структур, а также обеспечения экологической безопасности для жизни и здоровья человека и окружающей среды.

Широко используются теплоизоляционные материалы на основе минеральных волокон, плиты из минеральной ваты с синтетическим и битумным связующим, теплоизоляционные плиты и изделия из пенопласта на основе фенолоформальдегидных смол и, наконец, теплоизоляционные материалы из стекловолокна. УРСа и ISOVEK и базальтовых волокон УРСа Rockwool и др. не совсем отвечают требованиям экологической безопасности.

Теплоизоляционные материалы (ТИМ) на основе минеральных волокон, скрепленных органическими и неорганическими связующими, имеют ряд недостатков:

- в процессе производства и длительной эксплуатации могут выделятся мелкая пыль стеклянных и базальтовых волокон и вредные вещества (пары углеводородов), которые оказывают раздражающее воздействие на слизистые оболочки верхних дыхательных путей и вызывают зуд кожи у человека;

- связующие и компоненты обеспыливающих органических добавок в ТИМ на основе минеральных волокон также отрицательно влияют на здоровье человека и окружающую среду;

- используемые фенолоформальдегидные смолы для упрочнения структуры ТИМ на основе минеральных волокон в процессе длительной эксплуатации разрушаются, и в окружающую среду и атмосферу выделяется формальдегид,  вредный для здоровья человека.

Преимуществом указанных ТИМ являются пожаробезопасность и неогнеопасность, а также низкая теплопроводность.

Используемые в качестве ТИМ готовые изделия (блоки) из пенополиуретана и пенопласта пожароопасны, при возгорании выделяют канцерогенные вещества, вызывающие удушье. (Пример – случай в Перми, когда от возгорания пенопласта погибли люди, в основном от удушья).

Поэтому в перспективе получат дальнейшее развитие в качестве ТИМ нетканые материалы из синтетических полиэфирных и/или полипропиленовых волокон без использования связующих,  структура которых упрочнена иглопрокалыванием и термоскреплением.

В России в серийном порядке в качестве ТИМ вырабатываются нетканые материалы следующими производителями:- Московский завод нетканых материалов «Термопол»;- Холлофайбер Строй;

- Фабрика нетканых материалов «Весь мир» - Шелтер Экострой (ШЭС-стандарт, ШЭС-лайт, ШЭС-премиум, ШЭС-акустик, ШЭС-фасад);

- Фройденберг Политекс – ТИМ EcoZero;

- Альфа Альянс.

Проведенные нами испытания ТИМ фабрики «Весь мир» показали следующий результат по теплопроводности:

- при температуре + 10⁰С от 0,039 до 0,046 Вт/(м·к);

- при температуре +25⁰С от 0,043 до 0,054 Вт/(м·к).

Сравнительная оценка некоторых показателей нетканых и минераловатных строительных материалов приведена в таблице.

Таблица

Из данных таблицы можно сделать вывод, что нетканый материал, изготовленный способом термического скрепления, может использоваться в качестве ТИМ в строительстве с учетом экологичности и безвредности при меньшей поверхностной плотности по сравнению с минераловатными.

Постепенная замена в строительстве ТИМ на основе минерального волокнистого сырья и пенополистирола и пенополиуретана и др. неткаными модификациями отвечает требованиям сегодняшнего дня о защите жизни и здоровья человека и окружающей среды.

Для теплоизоляции индивидуального и котеджного строительства все чаще стали использоваться нетканые иглопробивные полотна с использованием натурального льняного волокна с огнестойкой пропиткой ("Предприятие нетканых материалов"  - г. Вязники, Владимирская обл.).

Подкровельные НСМ

ООО «Фройненберг Политекс» (Нижегородская обл.) освоило производство кровельного нетканого полотна из штапельного ПЭ-волокна, армированного стеклонитью в продольном направлении. Материал используется в качестве основы для битумно-полимерных гидроизоляционных мембран. Благодаря армирующим стеклонитям предотвращается усадка материала в поперечном направлении при производстве битумно-полимерных изоляционных мембран и сохраняется стабильность структуры. Полиэфирное иглопробивное полотно обладает высокой растяжимостью и в сочетании с битумно-полимерным вяжущим компенсирует возможные подвижки кровельного слоя. Такой материал также может использоваться как звукоизоляционный при настилании полов.

Предприятие запустило вторую линию по производству армированных подкровельных основ мощностью 7000 тонн в год по технологии "спанбонд". При проектировании данной линии учтены последние мировые разработки и инновации в области спанбонд-технологии. Полиэфирное полотно, полученное по фильерной технологии, обладает более высокими разрывными характеристиками. Наличие армирующей стеклонити придает полотну стабильность при переработке и наплавлении готовых гидроизоляционных мембран. Запуск новой линии позволит «Фройненберг Политекс» стать крупнейшим российским производителем кровельных НМ для строительства, использующим обе технологии, -  как из штапельного ПЭ-волокна, так и из непрерывных волокон фильерным способом "спанбонд".

Таким образом, выпускаемые предприятием новые нетканые кровельные материалы, такие как «КомбиМат» под битумные покрытия (США) и НМ на основе фильерно/раздувной/фильерной технологии в т.ч. с пленкой (ФРГ), соответствуют мировым тенденциям в этой области,

В связи с востребованностью в подкровельных материалах на российском рынке наиболее перспективно производство одно- и многослойных подкровельных НМ.

Их популярность обусловлена технологичностью при монтаже, гибкостью и относительно низкой стоимостью по сравнению с другими материалами. Однослойные – это НМ, изготавливаемые по технологии "спанбонд" из непрерывных ПП и ПЭ волокон с последующим термоскреплением. Такие НМ имеют множество межволоконных пор, через которые воздух и вода легко проходят вместе с водяным паром. Паропроницаемость этих материалов, зависящая от размеров пор, прямо пропорциональна воздухопроницаемости и обратно пропорциональна водонепроницаемости.

Полипропиленовые спанбонд-материалы за счет более грубых волокон и увеличенных пор имеют низкие ветрозащитные и гидроизоляционные свойства, но высокую механическую прочность. Эти материалы в России пока находят широкое применение благодаря широкой доступности и невысокой стоимости.

Сегодня предприятиям стали доступны структуры, получаемые с использованием спанбонд-технологии и пленок, в т. ч. мембранных, сочетающие в себе свойства водоотталкивания, паропроницаемости, огнестойкости и стойкости к УФ-облучению. Их применение является ответом на влагоконденсацию в пространстве под крышей, где так называемые «дышащие» мембраны эффективно отводят пары, не вызывают ухудшения теплоизоляционных свойств и служат барьером против проникновения воды и влаги.

Дальнейшее совершенствование подкровельных НМ стало возможным после разработки многослойной (трех- и более) конструкции, где разные слои выполняют определенные функции и обладают оптимальными характеристиками, в частности, мембранная пленка в 3-слойной конструкции обеспечивает ветро- и гидроизоляционные свойства в сочетании со способностью пропускать водяные пары (паропроницаемость), а термоскрепленный спанбонд – механическую прочность, устойчивость к УФ-лучам и долговечность. После армирования, дублирования и триполирования термоскрепленного полотна между собой и с полимерной мембраной или металлизированной пленкой можно получить многослойные комбинированные подкровельные материалы (дуплексы, триплексы) с широким диапазоном эксплуатационных свойств. В этой области отечественным строителям открывается широкое поле деятельности. Такие материалы вполне конкурентоспособны зарубежным типа Байвек, состоящих из более тонких волокон, имеют небольшие поры, обеспечивающие хорошую комбинацию свойств.

Нами совместно с некоторыми предприятиями (ООО «Гекса - Нетканые материалы», Научно-производственная инвестиционная группа «Изовек» и др.) проводятся широкие исследования подкровельных комбинационных многослойных НМ, содержащих полиэтиленувую и мембранную пленку. Эти материалы предотвращают конденсацию влаги под кровлей и обеспечивают максимальное сохранение тепла в домах с деревянными каркасами при сохранении способности «дышать», высокой прочности и стойкости к УФ-облучению.

Исследования таких свойств, как паро-, воздухо-, водонепроницаемость, водоупорность, светостойкость и долговечность, прочность связи между слоями и других у отечественных многослойных подкровельных материалов подтвердили эффективность их использования при строительстве промышленно-гражданских сооружений и коттеджей.

Подкровельные материалы отечественного производства имеют более низкую стоимость по сравнению с зарубежными аналогами, что является важным критерием при их выборе.

Трехслойные «дышащие» нетканые подкровельные материалы соответствуют требованиям эксплуатации в России с ее разнообразием суровых климатических условий:

- значительные суточные перепады температур, высокие летними и низкие зимние температуры, значительные ветровые нагрузки и др. Поэтому трехслойные материалы (спанбонд+мембранная пленка+спанбонд) в перспективе найдут широкое применение в строительной практике.

Резюмируя вышеизложенное, следует отметить:

- НСМ, изготовленные различными способами из разнообразных видов натурального и синтетического сырья, в перспективе безусловно найдут широкое применение в качестве теплоизолирующих, подкровельных слоев в строительных конструкциях;

- конкретные области применения НСМ в строительных конструкциях должны определяться с учетом свойств и предъявляемых требований (теплопроводности, паро-, воздухо-, водопроницаемости, водоупорности и долговечности);

- экологичность, отсутствие связующих и вредных выделений в окружающую среду и атмосферу обуславливают целесообразность их применения в коттеджном, дачном и ангарном строительстве;

- существуют широкие возможности разработки и изготовления новых типов и структур, в т. ч. многослойных, в сочетании с другими полимерными и нетекстильными материалами, для достижения требуемых значений по теплопроводности и др. характеристик;

Конкретные рекомендации по использованию НСМ в качестве теплоизолирующих, кровельных и подкровельных слоев в строительных конструкциях необходимо разработать совместно с проектировщиками и строителями  на объектах строительства жилых и общественных сооружений  на основе достигнутых фактических значений теплофизических, воднофизических, и физико-механических характеристик используемых нетканых материалов.

В перспективе все эти три направления использования НМ в строительной практике составят основные тенденции развития производства и потребления, что также подтверждается зарубежной практикой в области строительства.