Химическое меднение в домашних условиях

Рецепт раствора для омеднения любых поверхностей

В статье представлен вариант экономичного и простого решения по замешиванию собственного раствора для гальванизации различных поверхностей с возможностью дальнейшей пайки. Как обычно, автор приводит множество фотографий и сопутствующее описание, а в конце дает сам рецепт.

3D принтеры отлично подходят для изготовления всевозможных корпусов, но сам по себе пластик, являясь диэлектриком, не обеспечивает нужного экранирования.

Когда мне понадобился корпус для нового зарядочувствительного усилителя (ЗЧУ) и трубок с гелием-3 He3, я спроектировал такой вариант:

Спустя 6 часов я уже держал его в руках:

Магический этап

Самая интересная часть заключалась в омеднении этого корпуса изнутри. В линейке Tifoo есть аэрозольная краска «Медь», на которую после высыхания можно наносить гальваническое покрытие. Требуется это только для гальванизации не проводящих ток деталей.

После предварительной грунтовки эта краска отлично держится на PLA-пластике, для чего вполне хватает двойного нанесения.

Сразу скажу, что это недешевый вариант покрытия, и tifoo просят еще 30 баксов за электролит. Я же подумал, что сложного тут ничего нет и решил изготовить его сам.

Сначала я попробовал просто сульфат меди — безуспешно. Тогда я решил добавить к нему серную кислоту, что уже дало хоть какой-то положительный результат. По крайней мере теперь медь начала оседать. Однако кристаллы получались слишком большими и совершенно неоднородными. Из-за обширной площади покрытия они быстро окислялись и т.д.

Здесь и был задействован магический компонент – сахарин (орто-сульфобензимид). С ним кристаллы получились уже более мелкие и однородные. Самое же главное, что теперь осадок не зависел от геометрии электрода.

С сахарином

Этот раствор хорош тем, что им можно гальванизировать практически все (кроме цинка, хрома, алюминия, титана, олова и железа). К тому же его можно паять!

Припайка к графиту

А вот готовый корпус для моего ЗЧУ, покрытый электролитом:

Инструкции

А теперь самая долгожданная часть.

Использовать нужно только дистиллированную воду температурой 25°C, так как раствор очень чувствителен к загрязнениям.

Внимание: изопропиловый спирт все портит. Даже минимального осадка на поверхности после чистки будет достаточно, чтобы загубить весь электролит.

1. Сначала сделайте раствор 96%-й серной кислоты и воды из расчета 30г на литр.
2. В него добавьте сульфат меди (пентагидрат) по 300г на литр и дождитесь полного растворения.
3. Добавьте сахарин в соотношении 1г на литр.

Вот и все!

Электрическая часть

Покрываемая деталь должна быть катодом, и вам понадобится (чистый!) медный анод, при этом плотность тока должна составлять 20-30 мА на см2. Убедитесь, что анод расположен близко к детали, и его площадь не менее площади омедняемой детали.

На покрытие уходит от 10 минут до 1.5 часов, в зависимости от требуемой толщины. Но после определенного момента ее наращивание останавливается. Не знаю почему, в химии я не силен.

Меднение в домашних условиях

Меднение в домашних условиях – это технологический процесс, позволяющий наносить на металл, а также другие материалы (вольфрам, сталь) слой меди толщиной от 1 до 300 мкм. Покрытие медным слоем обеспечивает хорошую адгезию металла и при увеличении толщины покрытий придает блеск изделиям, устраняет небольшие дефекты, позволяет создавать копии вещи. Удивительно, но все это можно делать и самим. Сегодня мы расскажем, как осуществить меднение металла в домашних условиях.

Гальваника медью в домашних условиях: общие сведения

С технической точки зрения обработка – это электрохимический процесс. В процессе всегда есть два «участника» анод+электролит (источник металла) и деталь.

Технология гальваники медью в домашних условиях достаточно проста. Заключается она в том, что за счет электролита и проводимого через него тока выделяются атомы металла. Они оседают на поверхности, образуя медное покрытие.

Среди основных этапов гальванического меднения в домашних условиях:

• Подготовка поверхности (механическая и химическая).
• Нанесение подслойного покрытия (если необходимо)
• Меднение в соответствующем исходному металлу электролите.

Для декоративного гальванического меднения подойдут электролиты матового и блестящего меднения. После нанесения слоя, можно обработать поверхность в электролитах серебра, золота никеля и т.д.

Необходимые инструменты для меднения в домашних условиях

«Ингредиенты», без которых меднение не состоится, но которые реально подготовить в домашних условиях. Наши гальваники утверждают, что прежде всего, нужны:

• Источник постоянного тока.Выбирается в зависимости от размера изделия.
• Аноды. Анодные пластины выполняют несколько функций. В первую очередь, они подводят в электролит ток, во-вторых, они возмещают убыль металла, уходящего на покрытие изделия.
• Рабочий электролит. Кислотный, щелочной или пирофосфорный раствор. Состав электролита выбирается в зависимости от исходного металла. Необходимо помнить, что любой электролит не универсален и подойдет не для всех работ.

Подготовка материала

Как правильно подготовить простой электролит меднения

Стоит отметить, что гальваника в домашних условиях медью сложна, потому что химические реактивы найти непросто. Компании, реализующие подобные продукты, не продают их без специальных документов. Но вы можете сделать все сами.

Электролит в домашних условиях возможно приготовить только при условии точного соблюдения рецептуры. В состав простейшего электролита входит:

• Дистиллированная вода (или бидистиллят).
• Медный купорос.
• Соляная или другая кислота.

Готовый раствор имеет яркий синий цвет, запаха нет. Допускается наличие некоторого осадка. Важно соблюдать все меры безопасности с химическими реактивами, особенно в домашних условиях: защита рук и глаз в первую очередь. Одежду, на которую случайно мог пролиться раствор, – лучше перевести в разряд дачной.

Хранить такую жидкость лучше в стеклянных бутылках или пластиковых канистрах, а также обязательно указать дату розлива и название раствора. Правильное хранение компонентов избавит вас от возможных проблем. Приготовление электролита должно проходить в чистой пластмассовой или стеклянной посуде.

Подготовка материала для меднения в домашних условиях

Химическое меднение — это альтернатива электрохимическому способу, но не всегда может его заменить. В этом процессе важно тщательно подготовить деталь, бесследно устранив царапины, загрязнения, сколы и т.д. Для того, чтобы обезжирить вещь, можно пускать в ход и чистые растворители, и обезжиривающие растворы.

При этом универсального метода нет – разные виды металла подвергаются очистке по-разному:

• Сталь. Обезжиривать сталь можно раствором, содержащим едкий натрий и едкий калий при 70-90 градусов по Цельсию. Это займет около 20-30 минут. Будьте аккуратны, пользуйтесь вытяжкой.

• Медь и сплавы. Обезжиривание осуществляется едким натрием, нагретым предварительно до 40°, около 10 минут.

• Чугун. Для процесса обезжиривания нужен раствор, содержащий едкий натрий, жидкое стекло, карбонат натрия и фосфат натрия при нагревании до 90°.

• Вольфрам. Меднение вольфрама в домашних условиях начинается с чистки предмета от грязи и прочих дефектов наждачной бумагой.

Техника безопасности при меднении в домашних условиях

Несмотря на возможность гальваники в домашних условиях (меднения), процесс остается опасным. В любом гальваническом процессе задействованы токсичные вещества, способные сильно нагреваться. Поэтому нужно неукоснительно соблюдать меры предосторожности.

Первое правило гальваники медью в домашних условиях – работайте только в нежилом, хорошо проветриваемом помещении. Подойдут такие места, как мастерская или гараж. Второе правило – применяемое оборудование нужно заземлить. Третье – это соблюдение личной безопасности.

Для обеспечения собственной защиты при меднении в домашних условиях нужно:

• Постоянно быть в респираторе, чтобы обезопасить дыхательные пути. лучше всего использовать вытяжку.
• Защитить руки прочными прорезиненными перчатками.
• Надеть специальную форму или клеенчатый фартук, противоожоговую обувь.
• Не забыть очки для безопасности зрительных органов.
• Не приносить в помещение еду и питье.

Перед меднением лучше заранее озаботиться прочтением специализированной литературы по данной теме. Желательно посоветоваться со специалистами данного профиля.

Гальваника в домашних условиях: меднение

Почему в гальванике столь востребована именно медь? Она имеет высокую адгезию (иными словами – сцепление) к самым разным материалам. Это значит, что она превосходно держится на изделиях из стали, вольфрама, не отлетая и не скалываясь.

Медь – красивый яркий металл, внешне напоминает самородки розово-красного оттенка. Материал проводит не только тепло, но и электрический ток – отсюда и высокий спрос в сфере электротехники и приборостроении. Однако чистую медь найти сложно. Чаще она поставляется с различными примесями.

• Отличаются малым сопротивлением, что используется в электротехнике
• Скрывает мелкие недочеты поверхности.
• Быстро окисляется, что используют для получения эффекта «антик».

Технологий меднения существует две. Одна происходит путем погружения изделия в раствор электролиты (с подачей тока или без). Второй же способ – это метод селективного нанесения покрытия без погружения в раствор. Рассмотрим оба.

Метод погружения

В домашних условиях поверхность, подвергаемую гальванике, следует скрупулезно образом обработать. Например, наждачной бумагой и щеточкой. После обязательно обезжирьте деталь и промойте.

• Анодную пластину (можно две) помещают в емкость, которую будем называть ванной. На аноды замыкают положительную клемму.
• Между анодами на любом удобном проводнике подвешивается деталь, к ней подводят отрицательный полюс от блока питания.
• Готовый раствор вливается в ванночку – при этом уровень покрытия должен быть выше, чем расположена деталь.
• После подключения электродов к источнику тока выставляют рабочий ток. Это примерно 1 А/кв.дм. покрытия.

Продолжительность работы зависит от необходимой толщины слоя, обычно от 5 минут.

Покрытие без погружения

Данный способ меднения имеет ограничения – чаще всего он подходит для реставрации поверхности. Таким способом можно нанести только небольшую толщину металла. Нет смысла покрывать таким методом изделия, которые можно меднить в ванне.
Порядок действий при гальваническом меднении в домашних условиях:

• Готовят «тампон» для нанесения покрытия. Берут медный проводник и наматывают кусок искусственной ткани (полиэстер подойдет).
• Противоположный конец проводника подсоединяют к положительной клемме источника напряжения.
• Электролитным раствором наполняют емкость – так удобнее окунать карандаш.
• Деталь аккуратно очищают и обезжиривают, а потом помещают в пустую ванночку. Там изделие подсоединяется к отрицательной клемме.
• Тампон смачивают в растворе. Затем им проводят по поверхности изделия, закрашивая ее постепенно.

Процесс длится до полного покрытия медным слоем изделия.

Особенности гальванопластики в домашних условиях

Гальванопластика — это процесс нанесения меди на проводящую или непроводящую поверхность изделия с последующим снятием покрытия с негативной матрицы. Таким образом можно получить множество очень точных копий с одного изделия. При этом, есть условие: наращивание меди толщиной не менее 200 мкм, чтобы изделие получилось прочным.

Важно учесть, что, если поверхность изделия не имеет свойств проводника, то потребуется больше усилий – а именно, особое предварительное покрытие графитом, серебром или медью. Основным металлом для осуществления гальванопластики считается медь, но можно выращивать матрицы из серебра чистотой 9999.

Обучение гальванике

Можно сделать вывод, что меднение сегодня — это один из наиболее актуальных гальванотехнических процессов, обучиться которому может каждый. Компания «6 микрон» проводит обучение по направлению «Гальваника» для всех желающих! Вы сможете выбрать удобную для Вас программу обучения, которая лучше всего подойдет для гальваники в домашних условиях и не только. Все интересующие вопросы можно задать по телефону или по электронной почте, наши технологи проконсультируют по курсам для обучения.

Видео руководство по меднению деталей в домашних условиях:

При оформлении заказа онлайн скидка 10 %!

Наш приоритет — индивидуальный подход к каждому заказу и качество выполняемых работ!

Как меднить любые металлические детали без электролиза за несколько секунд

На чтение: 2 минуты Нет времени?

Покрытие одного материала тонким слоем другого – эта технологическая операция известна человеку давно и применяется в различных целях − и в благородных, и в мошеннических. Дешёвую железную деталь можно покрыть тонким слоем другого металла для защиты от корродирования, для придания лучшего внешнего вида, для улучшения механических и электрических свойств. Омеднённую поверхность можно ещё раз покрыть другим металлом, например никелем или хромом. Меднение металла в домашних условиях в основном производится ради декоративного эффекта, в том числе для покрытия мебельной фурнитуры, столовых приборов, металлических частей люстр, бижутерии и пр.

Меднение поверхности простой железки даёт подобные результаты. «Мастера Самоделкина» время от времени интересует вопрос: как меднить любые металлические детали без электролиза за несколько секунд в домашних условиях. Известно много различных вариантов.

Читайте в статье

Химические основы процесса

Покрытие металлов медью выполняется на основе двух базовых методов. Гальваническое меднение выполняется с помощью электрического тока, химическое меднение обходится без электричества. Оба метода требуют применения электролита на основе медного купороса. При химическом меднении включается каталитический механизм, который ускоряет протекание химической реакции осаждения меди на поверхности другого металла. Но при химическом методе покрывающий слой меди имеет малую толщину, зато процедура покрытия довольно проста и дёшева. При химическом методе меднения движение анионов меди происходит за счёт разной электроотрицательности металлов. Формула комплексного аниона покрытия выглядит так: анион [CuC₄H₄O₆(OH)₂] 2- .

Внешняя электрическая энергия на этот процесс не тратится, поэтому слой покрытия тонкий. Но этим методом можно создавать тонкие декоративные плёнки не только на металлах, но и на других материалах – пластике, стекле, листьях растений и даже насекомых.

Особенности процесса меднения

Меднение без электрического тока заключается просто в покрытии изделия раствором медного купороса с помощью малярной кисти. Обязательным условием является тщательное очищение детали наждачной шкуркой и промывка водой. Чем лучше будет очищено изделие, тем качественнее получится меднение его поверхностей.

Медный купорос должен быть максимально чистым, содержание сульфата меди − не ниже 97–98 %. При покрытии медью алюминия нужно работать быстро, так как поверхность алюминия быстро окисляется.

Сырая водопроводная вода для приготовления электролита не годится, так как в ней содержится много хлора. Воду нужно прокипятить и дать долго отстояться.

Техника безопасности

Работать с медным купоросом надо аккуратно. Хотя вещество и нетоксично, следует избегать попадания его на кожу, тем более в глаза. Но если в процессе используется серная или соляная кислота для очистки деталей и для добавки в электролит, рекомендуется все работы проводить в резиновых перчатках, защитном фартуке, а ещё лучше − работать в респираторе и защитных очках. Перед утилизацией электролит следует нейтрализовать с помощью щёлочи или соды.

Оборудование и материалы

Для осуществления процесса химического меднения можно использовать много разнообразных растворов, но в каждом конкретном случае потребуется минимальный набор оборудования и реактивов. Гальванической ванной может служить любая пластиковая или стеклянная ёмкость. Электролит готовится из чистой воды и медного купороса. Ещё потребуется серная кислота (жидкость для аккумуляторов), сода, обрезки медных изделий (труб, шинок, контактов) и наждачная шкурка на матерчатой основе.

В растворе химического омеднения содержится соль двухвалентной меди (сульфат меди), комплексообразователь, восстановитель (формалин), ускоряющие и стабилизирующие добавки, гидроксидам натрия для регулирования рН. Скорость меднения повышается с ростом температуры и при введении некоторых добавок (карбоната натрия, пиридина).

Меднение деталей в домашних условиях двумя способами — пошаговая инструкция с видео

Когда речь идет о гальванотехнике, сразу же на ум приходят такие технологические операции, как хромирование и цинкование металлоизделий. Но если задать вопрос, а что представляет собой гальваностегия, то ответит не каждый – проверено. Хотя ничего сверхнового данный термин не подразумевает.

Проще говоря, это методика покрытия тончайшим слоем металла любого материала, будь-то сталь, алюминий, древесина или пластик. С тем, как произвести меднение какого-либо образца в домашних условиях, мы и разберемся.

Общая информация

Меднение – методика отчасти более универсальная, чем то же цинкование. Для каких целей оно проводится?

Защита образцов от цементации перед их раскроем способом резания, а также от коррозии. Устранение дефектов на поверхностях деталей, когда иные способы неприемлемы или трудны в реализации. К примеру, если основа характеризуется сложным рельефом. Декорирование изделий. Создание копий образцов из других материалов. Подготовка деталей из стали к хромированию, серебрению, золочению. В подобных случаях меднение является лишь одним из этапов работы по поверхностной обработке материала. Для создания сегментов «под пайку».

Вряд ли читателя заинтересуют такие нюансы, как классификация меди (рафинированная, бескислородная, общего применения), различные варианты растворов, использующихся при меднении, характеристики материалов и подобные вещи. Далее рассмотрены лишь простейшие методы нанесения Cu на любую поверхность, которые несложно организовать в домашних условиях, без каких-либо сложностей и финансовых затрат.

Меднение в электролите

Такая методика подходит лишь для покрытия слоем Cu металлических деталей. По сути, технология мало чем отличается от того же цинкования в домашних условиях.

Подготовка

Оборудование понадобится простейшее:

Ванночка (емкость) стеклянная. Ее вместительность определяется габаритами обрабатываемой детали. Даже литровая банка или стакан – как варианты.

Медные электроды. Как правило, используются два. Это позволяет более качественно покрыть заготовку слоем со всех сторон и упрощает сам процесс. По ходу работы не придется периодически менять положение детали относительно электрода. Что именно использовать, зависит от конкретной ситуации – пластины из меди, куски толстой проволоки. Это непринципиально.

Источник тока и соединительные провода. Достаточно даже маломощного блока питания, на 6 – 8 В. Если в БП нет встроенного амперметра и не предусмотрена плавная регулировка напряжения, то придется использовать соответствующий прибор и реостат как отдельные элементы электрической цепи. Примерная схема, которую собирают для меднения деталей, показана на рисунке.

Электролит. Можно использовать покупной раствор, хотя придется и поискать. Если же его готовить самому, то на 100 мл воды дистиллированной понадобится серная кислота (3 мл) и медный купорос (20 г) – не дефицит.

Процесс меднения

Деталь зачищается от наслоений. При необходимости – протравливается, погружается в специальные растворы для удаления инородных фракций. Что именно использовать, зависит от степени и вида загрязнения. Обезжиривание образца. Самый простой способ – окунуть в раствор соды (горячий), а потом промыть водой для удаления ее остатков. В емкость наливается приготовленный состав и помещаются электроды. Уровень раствора выбирается так, чтобы он полностью покрывал обрабатываемую деталь. Погружение изделия. Оно подвязывается на проводе, который соединяется с «–» БП. Необходимо проследить, чтобы заготовка не касалась стенок ванночки, ее дна и электродов.

После включения напряжения величина тока постепенно повышается до расчетного значения, и в таком режиме обработка осуществляется в течение ⅓ часа (время ориентировочное). Если меднение проводится впервые, то следует контролировать данный процесс. О том, что деталь можно вынимать из емкости, судят по оттенку ее поверхности и равномерности покрытия (отсутствию необработанных участков, раковин, вкраплений и так далее).

Остается лишь смыть с образца остатки электролита и просушить. Получается, что эта технология для реализации в домашних условиях никакой сложности не представляет.

Меднение без ванночки

Данным способом можно наносить металлическое покрытие на любые материалы. Суть заключается в «обмазке» (без прямого контакта) заготовки электролитом специальной кисточкой, щетинки которой – медные проволочки. Недостаток этой технологии в том, что добиться качественного меднения рельефных поверхностей вряд ли удастся. По крайней мере, понадобится много времени и усилий, чтобы тщательно обработать все «щели» и «выбоины».

Особенности подготовительного этапа

Кисточка. В домашних условиях ее делают из многожильного медного проводника. Снять изоляцию и «распушить» один его конец – не проблема. Чтобы было удобнее работать, стоит подумать, из чего изготовить рукоятку кисточки. Ею придется водить по поверхности образца, а с учетом того, что провода гибкие, такое меднение станет испытанием для мастера. Как вариант – подвязать «рабочую часть» к карандашу, пластиковому корпусу шариковой ручки. Догадаться несложно.

Тара. Деталь перед меднением укладывается на любую подходящую посуду. Для удобства работы она не должна иметь высоких бортиков. Оптимальный вариант – тарелка. Плюс к этому – емкость, в которой будет электролит. В нее придется постоянно опускать кисточку, поэтому и здесь выбор не затруднен. Подойдет и стакан, если образец небольшой и раствора понадобится немного. Соответственно, вся тара предварительно обрабатывается – моется, чистится, кипятится, обезжиривается.

Сборка схемы. Аналогично предыдущему способу. Кисточка выполняет функцию анода, поэтому ее к «+» БП, а покрываемая деталь является катодом (к «–»).

Процесс меднения

Для обеспечения неразрывности электрической цепи в посуду наливается электролит, так, чтобы его уровень превышал высоту детали. Кисточкой, которая периодически также обмакивается в растворе (для этого он и заливается в отдельную тару), необходимо водить по-над образцом. В результате его поверхность покрывается слоем меди. По сути, производится ее напыление.

В каких случаях целесообразно использовать такой способ меднения

Если материал образца не является токопроводящим. При больших габаритах детали. Подобрать в домашних условиях ванночку соответствующих размеров, к примеру, для люстры, вряд ли получится.

Полезные советы

Как определить требуемые параметры блока питания? Для плотности тока при меднении нормой считаются 0,5 А/дм² образца, который предстоит покрыть защитным слоем.

Превышение расчетного значения чревато тем, что медь сильно потемнеет, к тому же не будет прочно держаться на основе. При сложной конфигурации детали, наличии множества выступов, заостренных сегментов плотность тока берется меньшей, примерно в 2,5 раза.

Медь довольно быстро окисляется. Перед началом процесса обработки изделия электроды следует хорошо зачистить.

Время выдержки детали в растворе выбирается исходя из того, какой толщины слой необходимо получить при меднении. Зависимость прямая – чем дольше идет обработка, тем толще покрытие.

При необходимости восстановления внешнего вида истершихся элементов фурнитуры (мебельной или иной) их меднение – неплохой выход из положения.

Автор не единожды сталкивался с тем, что люди, озабоченные проблемами экологии, сразу же задаются вопросом – а как в домашних условиях организовать утилизацию отработки? Ведь электролит не вечен, и использовать его всю жизнь точно не получится. Кстати, вполне резонное и более чем справедливое замечание.

Есть неплохое решение – собирать оставшуюся после меднения «бурду» в отдельной стеклянной емкости. Зачем? Пригодится. Этот раствор отлично подходит для обработки древесины. Ваш покорный слуга, читатель, сам пропитывал им лаги перед настилом полов на даче. Учитывая, что зимой она не отапливается, условия эксплуатации материала понятны. Когда спустя 12 лет потребовалось переложить половицы, выяснилось, что лаги – как новенькие. Не было даже малейшего намека на какую-то плесень, следы гнили.

Так как любому из нас приходится заниматься если не строительством, то уж ремонтом обязательно, нет смысла куда-то потихонечку, подальше от сторонних глаз, сливать использованный электролит. Не по-хозяйски это.

Почему экономные финны выбирают МДВП?

Относительно новый для отечественного строительного рынка тепло- и звукоизоляционный материал МДВП (мягкие древесноволокнистые плиты) на самом деле известен и производится уже достаточно давно. Он широко востребован и успешно используется в жилищном строительстве в странах Скандинавии, где, как известно, особо суровые климатические условия, требующие подбора стройматериалов с самыми высокими показателями.

В некоторых домах Финляндии плиты МДВП висят на стенах домов уже более 50-60 лет, успешно выполняя свои функции, не теряя полезных свойств. И это, пожалуй, лучшее доказательно их надежности, долговечности и эффективности.

Почему финны отдают предпочтение плитам МДВП?

Окружающий суровый климат, дороговизна энергетических ресурсов, которые страна вынуждена закупать, а также «национальная» склонность финнов к рациональности, трате собственных финансов с максимальной экономией, сделали мягкую ДВП практически повсеместно используемым здесь материалом.

Обшивка стен финского дома

Основные причины такой популяризации:

1. Для изготовления плит МДВП используется хвойная древесина из экологически чистых регионов Скандинавии. В материал уже самой природой изначально «заложена» способность выдерживать суровые климатические условия, сохраняя свои уникальные свойства.
2. Северная хвойная древесина (фибра) отличается повышенным содержанием натуральных древесных смол, которые по технологии производства служат основными связующими компонентами в плитах МДВП, необходимость добавлять в плиты искусственные связующие компоненты отпадает сама собой.
3. Мягкие плиты многофункциональны, одновременно справляются с такими важными задачами, как:
   • ветрозащита стен и кровли;
   • теплоизоляция внутренних помещений;
   • шумо- и звукоизоляция дома (отсутствует «эффект эха», создается акустический комфорт, звукопоглощение до -23дБ).
4. В домах, утепленных МДВП, отмечается так называемый «фазовый сдвиг». Материал существенно увеличивает время, за которое дом остывает в холодное время года или прогревается в летнюю жару, т.е. в таком доме всегда комфортно и уютно.

Сферы применения МДВП

Поскольку материал 100% натуральный, исключаются риски неблагоприятного воздействия на организм человека, появление аллергии. Древесина, даже в таком переработанном виде, сохраняет свое уникальное свойство регулировать уровень влажности в помещениях, обеспечивая максимально благоприятные условия для проживания.

Физические свойства

Свойства при толщине плиты	12 мм	25 мм
Прочность при изгибе (H/мм²)	> 1,7	> 1,3
Плотность (кг/м³)	> 240	> 230
Предельное разбухание (%)	1,5 x 10 -9

Схема утепления стены с МДВП: 1. Плита перекрытия; 2. STEICO STANDART; 3. Штукатурка по сетке; 4. Обои или краска; 5. Наружная стена.

Материал для производства мягких плит – хвоя, соответствующая требованиям сертификата качества ISO 9001.
Форма выпуска – листовой материал, в большинстве случаев имеющий стандартные размеры 2700х1200 мм, толщина листов — 8, 10, 12, 25 мм. Плотность листов — более 230 кг/м3, что позволяет говорить не только о надежном утеплении, но и ветрозащите.

Использование МДВП рационально еще и потому, что позволяет экономить пространство в помещениях (дома у финнов, как правило, компактные и не слишком просторные). Монтаж таких листов толщиной 12 мм даст такой же эффект, как, например, укладка древесного слоя толщиной в 44 мм.

Финский дом в процессе строительства

Подводя итоги, отметим еще раз основные моменты, за которые так полюбили МДВП экономичные финны. Это экологичность, экономичность, высокие тепло- и звукоизоляционные характеристики, способность сохранять тепло дома в холода, а прохладу – в летний жаркий зной, компактность размеров, возможность использования во всех конструкционных элементах дома (стены, потолки, кровля, полы).

Термины и определения, касаемые строительства каркасных домов

Если “канадские” каркасные дома россиянам известны относительно давно и приобрели заслуженную популярность, то “финские” пришли к нам не так давно. И вместе с ними пришли новые технологии и материалы, в том числе и МДВП.

Так что такое МДВП? Ну, если подходить к этому вопросу с точки производства, то можно оттарабанить заученное: “МДВП – это мягкая древесно-волокнистая плита, изготовленная из волокон хвойной древесины путём прессования с одновременным нагревом до высоких температур без использования каких-либо химических связующих веществ”. А если рассматривать МДВП как строительный материал, то можно сказать, что это просто находка для каркасных домов!

Дело в том, что МДВП сочетает в себе сразу несколько свойств, таких как гидро-ветрозащита, супердиффузия, теплоизоляция, звукоизоляция, экологичность (хи-хи), неплохую жёсткость в продольной плоскости (в сухом состоянии), легкость обработки и невосприимчивость к ультрафиолету.

Надо понимать, что МДВП имеет модификации для применения снаружи или внутри дома, для работы в качестве обшивки стен, звукоизоляции стен или утепления пола. МДВП может быть толщиной всего несколько миллиметров – в качестве подложки, а может и в пять сантиметров, которую можно смело использовать на фасаде под штукатурку. Разные размеры, разные покрытия (например, с парафином – для лучшего сопротивления осадкам, пока фасад не будет закрыт), с обычным обрезным краем и с “шип-паз”. Где и что нужно применять определять должен проектировщик. Ну или изучите информацию на сайте производителя – обычно указывается: “это для поля”, “это для стен”, “это для крыши” и т.д.

Почему МДВП часто используется в скандинавских странах в строительстве каркасных домов? Ну, давайте разберём чуть подробней.

Шумоизоляция

Если вы набили каркас стены или перекрытия шумоизолирующим материалом (например, минеральным утеплителем), то это не значит, что вас окружит блаженная тишина и станет глухо, как в танке – отнюдь! Дело в том, что деревянный каркас отлично передает низкочастотные вибрации и какой-бы толщины не были стены или перекрытия вашего дома и сколько бы вы не набивали их звукоизоляторами пятки бегающих на ночь глядя по мансарде детей или газонокосилка страдающего бессонницей соседа будут отдаваться не очень приятным гулом в вашей голове. %)

Что делать? Применять различные схемы “акустических” стен и перекрытий! Некоторые из них подразумевают использование МДВП. Например, типичная “финская” стена, изнутри наружу, представляет собой:

• имитация бруса или ГЛВ (КГЛ);
• перекрёстный каркас из бруска поперек стоек с наполнением из стекловолоконного минерального утеплителя или “эковаты” влажно-клеевым способом;
• пароизоляция (куда ж без нее?);
• стойки каркасной стены, утепленные минеральной ватой;
• МДВП толщиной от 22-х миллиметров (от 40 мм, если под штукатурку).

Соответственно, расположенный снаружи МДВП гасит основную амплитуду низкочастотных звуков резко уменьшая вибрацию стоек. То, что доходит по стойкам внутрь гасится за счет уменьшения площади соприкосновения с черновой отделкой (перекрестным каркасом) и ГЛВ или ГКЛ, который они часто шьют аж в два слоя.

Теплоизоляция

Конечно, МДВП нельзя рассматривать, как основной материал для утепления дома, так как он имеет в два раза лучшую теплопроводность, чем та же минеральная вата. Однако, его можно с успехом применять в качестве разрыва “моста холода” в ограждающих конструкциях, – например в наружных стенах.

Не буду повторять “скандинавский пирог”, скажу только, что вышеуказанная схема позволяет резко снижать не только шумовую составляющую, но и температурное взаимодействие внутренних помещений и наружной атмосферы.

Влаго-ветрозащита

В отличие от мембран, МДВП отлично защищает содержимое наружных стен, как от ветра, так и от влаги, что особенно важно для сохранности утеплителя, пока каркасный дом не закрыт фасадным материалом. При этом МДВП глубоко начхать на ультрафиолет сколь угодно долго, а те же диффузионные и супердиффузионные мембраны держат солнышко не более полугода, а чаще даже всего 2-3 месяца.

Супердиффузия

МДВП отлично выводит водяной пар из конструкции стены, вне зависимости от своей толщины. Что 12 мм, что 50 – каркас стены и утеплитель останутся сухими! Конечно, при условии, что для строительства использовалась древесина камерной сушки и пароизоляционный контур будет герметичен.

Обеспечение жёсткости конструкции

Если район, в котором вы строите каркасный дом, не подразумевает регулярные ураганные ветра, то МДВП, вкупе с укосинами и перекрестным каркасом, обеспечивают прекрасную жёсткость ограждающих конструкций.

Единственное НО – МДВП резко теряет в жёсткости в случае намокания. Поэтому для наружных стен рекомендую использовать специальные варианты с защитным покрытием и толщиной от 20 мм.

Получается, что МДВП сочетает в себе множество отличных свойств. Что же останавливает его распространение и использование в каждом первом каркасном доме? Ответ банален – цена. Во-первых, потому, что большинство производителей МДВП размещены за рубежом со всеми вытекающими. Во-вторых, мало кто о нём слышал даже среди проектировщиков и строителей, не говоря уж о “простых смертных”. Соответственно, меньшая востребованность и малые партии, что влечёт за собой относительно высокие цены. Ну и сама технология производства не так проста, как может показаться на первый взгляд. Но если вы решитесь использовать МДВП в своём доме, то не прогадаете!

Древесно-волокнистая плита МДВП – многофункциональный изоляционный материал для домостроения

Запись дневника создана пользователем ArtFamily, 12.10.14
Просмотров: 30.265, Комментариев: 11

Статья: Деревообрабатывающая промышленность, №2 (2008)
Древесно-волокнистая плита МДВП – многофункциональный изоляционный материал для домостроения

В решении актуальной задачи обеспечения российских граждан доступным жильем приоритетная роль отводится заводскому малоэтажному домостроению на базе индустриальных технологий. Деревянное домостроение может стать подотраслью деревообрабатывающей промышленности, характеризующейся наивысшим уровнем глубины переработки древесного сырья, – если при изготовлении строительных элементов для сборки деревянных домов будут широко применять эффективные экологически безопасные тепло- и звукоизоляционные, облицовочные и отделочные материалы, изготовленные из природной древесины.

Как показывают расчеты, для строительства 1 млн. м2 жилья требуется около 300 тыс. м3пиломатериалов, 350 тыс. м3 строительных древесных плит и 600 тыс. м3 изоляционных материалов. Последние две позиции, составляющие значительную относительную суммарную долю в общем объеме потребления древесных материалов в деревянном домостроении, представляют собой класс современных древесных композиционных материалов (ДКМ), обладающих, как известно, огромным потенциалом развития.

К числу основных факторов, влияющих на современные тенденции развития ДКМ, помимо структуры потребления и конкуренции с другими строительными материалами, относят сырьевые и экологические проблемы производства и потребления материалов. Широко используемые в строительной практике изоляционные и облицовочные материалы (как на минеральной, так и на органической основе) содержат связующие вещества, часто на базе формальдегида, выделяющие токсины как в процессе производства материалов, так и особенно в процессе их дальнейшего применения. А мягкие древесноволокнистые плиты МДВП изготовляются из возобновляемого природного экологически чистого древесного сырья без использования каких-либо дополнительных связующих, так что они свободны от названного недостатка. Плиты МДВП имеют волокнистую структуру, причем природа межволоконных связей в данном случае аналогична природе связей между волокнами натуральной древесины, бумаги или картона. В формировании прочной структуры из переплетенных древесных волокон играют роль как химические силы лгавных валентностей, так и поперечные связи между макромолекулярными цепями целлюлозы. Поперечные связи представляют собой водородные связи между гидроксильными группами, а также связи, обусловленные неспецифическими ван-дер-ваальсовыми и другими силами.

В 1970-х годах в СССР ежегодно производилось более 60 млн. м2 мягких древесноволокнистых плит, однако в 1990-е годы это производство переживало глубокий кризис, в результате которого почти все предприятия – производители этого продукта прекратили свое существование.

В I квартале 2011 года на Княжпогостском заводе ДВП (Республика Коми), входящем в состав Группы Вудвэй, введена в эксплуатацию первая в современной России линия по производству мягких древесноволокнистых плит, предназначенных для применения в строительстве в качестве эффективного экологически безопасного тепло- и звукоизоляционного материала. Пережив годы упадка и выхода их кризиса, российское производство мягких древесноволокнистых плит вновь возродилось – его продукция нового, улучшенного качества по праву занимает своё достойное место на рынке под торговой маркой МДВП.

Предпринятое специалистами компании детальное исследование свойств плит МДВП, подтвержденное испытаниями в независимых испытательных центрах, показало: мягкие древесноволокнистые плиты представляют собой не просто эффективный теплоизоляционный материал для деревянного домостроения, а экологически безопасную основу для выполнения комплексной системы теплоизоляции, звукоизоляции, ветрозащиты, защиты от перегрева стен и фасадов зданий, цокольных, междуэтажных и чердачных перекрытий и кровли. Применение плит МДВП в домостроении для указанных целей увеличивает долю уникального природного строительного материала – древесины, ориентированного на сохранение здоровья человека.

Каковы же особенности этого материала?

Главная особенность плит МДВП – высокая пористость, обеспечивающая высокие теплоизоляционные свойства. В мире применяются десятки технологий только для того, чтобы искусственно повысить пористость теплоизоляционных материалов. Величина показателя пористости исходной природной древесины составляет 60%, а мягких древесноволокнистых плит – 85-88%.

Поэтому, по коэффициенту теплопроводности мягкие древесноволокнистые плиты относятся к классу А, т.е. к классу высокоэффективных теплоизоляционных материалов с сообщающимися открытыми порами. Значение коэффициента теплопроводности плит МДВП в абсолютно сухом состоянии составляет 0.039-0.046 Вт/м*К.

Древесина как возобновляемое природное сырье имеет массу других положительных физико-механических свойств. Одно из них – это «умение» вбирать и снова отдавать воду. В необработанной древесине в зависимости от климатических условий устанавливается сбалансированный уровень влажности. Так, при температуре 23ºС и относительной влажности воздуха 50% равновесная влажность древесины равна 8-10%. Поэтому мягкие древесноволокнистые плиты «унаследовали» от древесины способность впитывать в себя влагу из помещения в объеме до 20% от своей массы и потом снова ее отдавать, не теряя при этом своих теплоизоляционных свойств. Если воздух в помещении станет очень сухим, то эта влага возвратится обратно в помещение. Таким образом обеспечивается постоянно благоприятный климат в помещении.

Поведение плит МДВП в этих условиях существенно отличается от поведения неорганических утеплителей. Например, волокна минераловатных плит и стекловаты не обладают способностью впитывать и отдавать влагу. Влага воздуха конденсируется и стекает в виде воды по волокнам минерального утеплителя на конструкции здания, что обуславливает их преждевременный выход из строя.

Мягкие древесноволокнистые плиты характеризуются достаточно высокой тепловой инерцией. От тепловой инерции утеплителя зависит сохранение тепла в доме. Показатель тепловой инерции – продолжительность промежутка времени, в течении которого происходит снижение температуры теплового потока при его прохождении с наружной поверхности материала на внутреннюю поверхность. Чем больше этот промежуток времени, тем дольше нагревается или (например, после прекращения подачи теплоты) остывает воздух в помещении. Для сравнения: величина показателя тепловой инерции минераловатных плит составляет около 6 часов, а мягких древесноволокнистых плит – больше 10 часов.

Древесно-волокнистые плиты МДВП обладают еще одним весьма ценным свойством – высокой способностью к аккумулированию теплоты и повышенной теплоустойчивостью. Благодаря этому свойству обеспечивается снижение температурных колебаний в жилых помещениях при колебаниях температуры наружного воздуха или теплоотдачи от отопительных приборов. По этому показателю плиты МДВП превосходят другие теплоизоляционные материалы. Повышенная теплоустойчивость плит обусловлена повышенной величиной их удельной теплоемкости. По удельной теплоемкости мягкие древесноволокнистые плиты в 2,6 раза лучше минераловатных утеплителей (2,3 против 0,88 кДж/кг*К) и в 1,4 раза – пенопластов (2,3 против 1,68 кДж/кг*К). Благодаря повышенной теплоустойчивости плит МДВП надежно предотвращается перегрев помещений в летний период.

Древесные волокна в мягких древесноволокнистых плитах расположены так, что тепловой поток в конструкции направлен не вдоль, а поперек волокон, что обуславливает повышенную величину сопротивления таких плит теплопередаче. Кроме того, волокна древесины в плитах создают своеобразный арматурный каркас, обеспечивающий прочность утеплителя и невозможность его усадки. В отличие от волокон плит на минеральной основе, волокна мягких древесноволокнистых плит не подвержены деструкции, что обеспечивает значительную их долговечность.

Благодаря высокой пористости мягкие древесноволокнистые плиты относятся к высокоэффективным звукопоглощающим материалам. По заключению Научно-исследовательского института строительной физики (НИИСФ) плиты МДВП по динамическим характеристикам полностью отвечают требованиям СНиП 23-03-2006 «Защита от шума».

Мягкие древесноволокнистые плиты, имеющие большое количество сообщающихся открытых пор, пропускают значительное количество водяного пара, почти столько же сколько воздуха. Благодаря малой величине сопротивления таких плит паропроницанию они почти всегда сухие – конденсация пара наблюдается преимущественно в следующем слое, на более холодной стороне ограждения. Значение коэффициента паропроницаемости плит МДВП достигает 0,19 мг/(м*ч*Па), что способствует эффективному удалению через них бытовой влаги.

Плиты МДВП повышенной плотности имеют хорошие ветрозащитные свойства. Общеизвестно, что теплоизоляционные свойства любого утеплителя основываются на том, что в его порах предотвращается движение воздуха внутри изоляции. Мягкие теплоизоляционные материалы очень хорошо пропускают воздух, поэтому его движение в порах приходится предотвращать путем применения специальных ветрозащитных материалов. Жесткие теплоизоляционные материалы, наоборот, обладают хорошим сопротивлением воздухопроницанию (т.е. достаточной воздухонепроницаемостью) и не нуждаются в применении специальных ветрозащитных материалов. Мягкие древесноволокнистые плиты плотностью 240 кг/м3 и выше, изготовленные из высокодисперсных волокон древесины, характеризуются настолько малой величиной коэффициента воздухопроницаемости, что их можно использовать в качестве эффективного средства защиты от ветра. Высокодисперсная древесноволокнистая масса в плитах МДВП эффективно замедляет движение воздуха, а изменения относительной влажности воздуха в процессе эксплуатации приводят к «точке росы» с образованием на внутренней поверхности плит тонкой бумагоподобной пленки из слипшихся волокон, предотвращающей движение потока воздуха внутрь утеплителя. Величина сопротивления продуванию классической плиты из минеральной ваты плотностью около 40 кг/м3 составляет 10-11 кПа*с*м-2, а древесноволокнистой плиты МДВП плотностью 260 кг/м3 – 3,5*103 кПа*с*м-2. Поэтому плиты МДВП повышенной плотности позволяют обойтись без применения специальных ветрозащитных материалов.

Мягкие древесноволокнистые плиты как нельзя лучше подходят для использования в качестве основы для фактурной отделки фасадов в строительстве, в том числе в деревянном домостроении. Пористо-волокнистая структура таких плит обеспечивает высокую адгезию к ним различных отделочных систем.

Бытует мнение: поскольку мягкие древесноволокнистые плиты изготавливаются из природной древесины, подверженной гниению, то они и сами гниют. В действительности мягкие древесноволокнистые плиты предохраняют деревянные конструкции от гниения. В отличие от неорганических утеплителей плиты МДВП впитывают влагу и отдают ее с изменением величин температурно-влажностных показателей воздуха, не теряя при этом собственных теплоизоляционных свойств. В доме, построенном с применением мягких древесноволокнистых плит, всегда ощущается «эффект деревянного дома» – из-за того, что влажность плит всегда соответствует относительной влажности воздуха в помещении, т.е. плиты «приспосабливаются» к влажности окружающей среды. Благодаря этому свойству конструкции с применением древесноволокнистых плит всегда остаются сухими, что и предотвращает гниение материалов конструкций. Поэтому, например, в Австрии мягкие древесноволокнистые плиты широко используют в деревянном домостроении не только в качестве эффективного утеплителя для создания лучшего микроклимата в жилых помещениях, но и в качестве средства защиты деревянных конструкции дома от гниения.

Применение плит МДВП повышает энергоэффективность здания, т.е. позволяет экономить энергию на отопление. При этом нужно отметить, что уже в ближайшей перспективе на рынке жилья энергоэффективные дома станут дороже. В 2006 году в Европе начала действовать Директива ЕС, согласно которой владелец жилого помещения (дома или квартиры) при его продаже или сдаче в аренду обязан предъявить покупателю справку о фактическом уровне общей энергоэффективности жилища, т.е. его энергопаспорт. При этом последний должен содержать не только информацию о потреблении жилищем энергии, но и перечень мероприятий по достижению такого уровня его энергоэффективности, который не меньше уровня, предписанного евростандартом. В настоящее время энергопаспортизацию жилья начали проводить и в регионах России.

Анализ результатов испытаний плит МДВП позволяет обозначить следующие возможные области их применения в строительстве:

1. Выполнение дополнительного наружного слоя ограждающих конструкций с целью повысить теплозащиту эксплуатируемых многоэтажных жилых домов массовых серий, а также малоэтажных домов. Здесь плиты применяются в фасадных системах с тонкослойной штукатуркой.

2. В малоэтажных домах, в том числе деревянных, мягкие древесноволокнистые плиты можно без ограничений использовать в любых конструкциях в качестве утеплителя или звукоизоляционного материала. Здесь рассматриваемые плиты можно применять как при строительстве новых малоэтажных домов, так и при выполнении дополнительного наружного утепления стен эксплуатируемых домов. Особенно эффективно применение плит МДВП в качестве ветрозащитного слоя наружных стен деревянных домов.

3. Весьма эффективно применение плит МДВП в мансардных кровлях. Выполнение верхнего слоя утеплителя из мягких древесноволокнистых плит предотвращает образование сосулек на крыше в период весеннего таяния снега. В летнее время мягкие древесноволокнистые плиты защищают кровлю и верхний этаж дома от перегрева.

4. Применение мягких древесноволокнистых плит апробировано в конструкциях домов жилых и общественных зданий. Данные плиты отвечают современным требованиям и нормам по теплозащите, конструктивной надежности, а также эффективной защите от ударного и воздушного шумов.

5. Мягкие древесноволокнистые плиты МДВП благодаря своим высоким звукоизоляционным и звукопоглощающим свойствам могут стать оптимальным средством повышения уровня звукоизоляции, обеспечиваемой перегородками и дверями.

Плиты МДВП – такой же биологически чистый продукт, как и природная древесина, поэтому они представляют собой экологически безопасную альтернативу широко применяемым в современном строительстве утеплителям. Благодаря этому деревянное домостроение с применением плит МДВП – это воплощение концепции экологически чистого жилого дома.

В.И. Бирюков, д-р технических наук
В.В. Данилов, канд. технических наук
И.Н. Смирнов, магистр химии
Н.П. Пашков, канд. технических наук