Kauczuk — teoria, właściwości i zastosowanie

Kauczuk syntetyczny to materiał gumowy, który pod wpływem ciepła został spieniony w miękką, izolującą membranę o całkowicie zamkniętych komórkach. Zamknięte komórki zapewniają materiałowi bardzo wysoką szczelność na parę wodną i dobrą izolacyjność, zwłaszcza w zakresie niskich temperatur, gdzie problemem może być kondensacja.

Kauczuk syntetyczny produkuje się w wytłaczarce, w której ok. 40 różnych granulowanych surowców — w tym środek spieniający — miesza się i przetłacza ślimakiem przez komorę ciśnieniową. Masa wychodzi przez wymienne dysze, które określają średnicę wewnętrzną węża. Następnie produkt przechodzi przez piec utwardzający o długości do 65 metrów, w którym materiał w kontrolowany sposób rozszerza się do co najmniej 3–4-krotności swojego pierwotnego rozmiaru zarówno średnicy, jak i długości.

Standardowy AF-Armaflex stosuje się od −50 °C do +110 °C (jednak tylko do +85 °C, jeśli połączenia są wykończone taśmą). HT-Armaflex ma maksymalną temperaturę stosowania +150 °C i taką samą temperaturę minimalną −50 °C. Armaflex Ultima to pierwsza elastyczna izolacja chłodnicza z klasyfikacją ogniową BLS1D0 i właściwościami przegrody ogniowej EI30–EI120; tę odmianę rozpoznaje się po niebieskim kolorze.

Wartość lambda (λ) określa przewodność cieplną materiału mierzoną w W/mK. Kauczuk syntetyczny ma wartość lambda 0,033 W/mK, podczas gdy wełna mineralna ma zwykle 0,037 W/mK, a szkło piankowe i izolacja papierowa 0,040 W/mK. Pianka PU jest lepsza niż kauczuk syntetyczny. Zdolność izolacyjna kauczuku syntetycznego przewyższa większość znanych materiałów, z wyjątkiem pianki poliuretanowej.

Im niższa wartość lambda, tym lepiej materiał izoluje.

Przy obliczaniu grubości izolacji zawsze obowiązkowe są trzy czynniki: temperatura medium (zawartość rury), temperatura otoczenia i wilgotność względna. Producent udostępnia program obliczeniowy Amwin. Przykładowo klasa izolacji 2 przy temperaturze medium 67 °C, temperaturze otoczenia 18 °C i wilgotności względnej 55 % wymaga pianki elastomerowej o grubości 20 mm — wobec 30 mm w przypadku wełny mineralnej.

DS452, obowiązująca od 31 maja 2014, reguluje izolację termiczną instalacji budynkowych (rury grzewcze, wentylacyjne, chłodnicze, solarne itp.) o temperaturach roboczych od −40 °C do +650 °C. Istnieje sześć klas izolacji (1–6) z maksymalnymi dopuszczalnymi stratami ciepła od 1,17 W/m² (klasa 1) do 0,22 W/m² (klasa 6); klasa 0 nie wymaga izolacji. Norma nie dotyczy przyłączy ciepłowniczych do zaworu głównego, konstrukcji budynku, chłodni, kotłów ani pomp ciepła.

Ciepłe powietrze może zawierać więcej pary wodnej niż zimne: przy 30 °C ok. 30 g wody/m³, przy 20 °C ok. 17 g/m³, a przy 7 °C tylko ok. 7 g/m³. Gdy powietrze zostanie schłodzone do temperatury punktu rosy, jest nasycone w 100 % i powstaje kondensat. Przykładowo przy rurze o temperaturze 6 °C (woda wodociągowa), temperaturze otoczenia 22 °C i wilgotności względnej 85 % punkt rosy wynosi ok. 19,4 °C, co odpowiada 15,7 mm w głębi izolacji. Grubość izolacji 20 mm zapewnia, że punkt rosy zostaje przesunięty do wnętrza izolacji i nie wypada na powierzchni rury.

Współczynnik oporu dyfuzyjnego (μ) kauczuku syntetycznego, określający zdolność materiału do zatrzymywania pary wodnej, wynosi do 10.000 — to jeden z najwyższych znanych. Ponieważ komórki są całkowicie zamknięte, materiał zachowuje swoją integralność nawet przy drobnych uszkodzeniach powierzchni, w przeciwieństwie do wyrobów z wełny mineralnej z płaszczem z folii aluminiowej, gdzie nawet mały otwór może zagrozić ochronie przed kondensacją. Prawidłowe klejenie odcinków zapewnia 100 % szczelności przed rozprzestrzenianiem się wilgoci pod rurą.

Ponieważ zewnętrzna powierzchnia zaizolowanej rury jest większa niż powierzchnia rury nieizolowanej, ciepło musi być przenoszone przez większą powierzchnię. Im mniejsza średnica rury, tym większa różnica. Dla rury 18 mm z izolacją 13 mm powierzchnia zewnętrzna jest 2,44 razy większa niż powierzchnia rury, natomiast rura 60 mm z taką samą izolacją daje współczynnik tylko 1,43. Mniejsze średnice rur wymagają więc proporcjonalnie grubszej izolacji dla tego samego efektu izolacyjnego.

Nawet jeśli grubość izolacji jest prawidłowo obliczona, nieruchome powietrze w wąskich szczelinach między rurami lub między rurami a konstrukcjami może prowadzić do kondensacji. Zasada jest taka, że między zewnętrznymi powierzchniami zaizolowanych rur musi być minimalny odstęp 50 mm.

Zakurzone powierzchnie należy przed klejeniem oczyścić środkiem Armaflex-rens. Powierzchnie rur trzeba ponadto odpowiednio zabezpieczyć przed korozją — np. farbą antykorozyjną — przed zamontowaniem izolacji. Wilgoć w powietrzu zamkniętym pod otuliną podczas montażu może bowiem z czasem prowadzić do korozji, jeśli powierzchnia nie jest zabezpieczona.

Klej kontaktowy Armaflex ma kod MAL 3,1 i zawiera lotne, łatwopalne substancje. Unikaj wdychania oparów oraz kontaktu ze skórą i oczami; otwarty ogień i inne źródła zapłonu są zabronione. Zapewnij wentylację mechaniczną lub stosuj ochronę dróg oddechowych. Klej należy dokładnie wymieszać przed użyciem, a instalacji nie wolno uruchamiać, zanim klej całkowicie nie wyschnie — trwa to 36 godzin. Właściwy czas otwarty określa się testem paznokcia.

Aby zapewnić 100 % szczelności przed migracją wilgoci, izolację należy klejić odcinkami: wszystkie połączenia wzdłużne się klei, a ponadto klei się co 2 metry (co odpowiada długości otuliny) oraz przy wszystkich podporach i kształtkach.

Nigdy nie stosuj samej taśmy na podporach jako zamiennika izolacji — obszar przykryty wyłącznie taśmą nie ma żadnej zdolności izolacyjnej.