К теплоизоляционным материалам относятся легкие, обычно пористые материалы, имеющие низкий коэффициент теплопроводности. Например, легкие бетоны на пористых заполнителях имеют плотность 500—1800 кг/м и обладают большим количеством пор. Выполненные из легкого бетона изделия имеют шероховатую поверхность. Их теплоизоляционные свойства зависят от количества и характера пор.
Передача теплоты в легком бетоне происходит через каменный остов материала вследствие теплопроводности и через поры, заполненные воздухом, путем конвекции. Чем меньше размер пор, тем меньшей подвижностью будет обладать в них воздух, передавая минимальное количество теплоты, и тем более высокими теплозащитными показателями будет обладать бетон.
Легкие бетоны получают на основе портландцемента. Если бетон автоклавного твердения, то используют известково-шлаковые, известково-зольные и другие вяжущие. В качестве заполнителей применяют пористые материалы с насыпной плотностью 1000—1200 кг/м : гранулированный шлак, шлаковую пемзу, аглопорит, керамзит, вспученный перлит и др.
При использовании в качестве заполнителя керамзита получают керамзитобетон. Если заполнителем является перлит, то получают перлитобетон, если аглопорит — аглопоритобетон и т.д.
Керамзит — один из основных пористых заполнителей, использующихся в строительстве. Это прочный и легкий материал, имеющий плотность 250—800 кг/м . Керамзит выпускается в виде песка, гравия и щебня.
Керамзитовый гравий получают в результате обжига легкоплавких вспучивающихся глин при температуре около 1200°С. В результате образуются гранулы размером 5— 40 мм. Спекшаяся оболочка на поверхности гранулы придает ей прочность. В изломе гранула керамзита имеет структуру застывшей пены.
Керамзитовый песок имеет зерна до 5 мм, его получают при производстве керамзитового гравия в небольших количествах. Кроме того, его можно получить дроблением зерен гравия диаметром свыше 50 мм.

Шлаковую пемзу — искусственный пористый заполнитель ячеистой структуры — получают из отходов металлургии — расплавленных доменных шлаков. При быстром охлаждении шлаков с помощью воздуха, воды или пара происходит их вспучивание. Образовавшиеся куски шлаковой пемзы дробят и рассеивают на щебень и песок.
Гранулированный шлак представляет собой мелкозернистый пористый материал в виде крупного песка с зернами размером 5—7 мм.
Вспученный перлит — сыпучий теплоизоляционный материал в виде мелких пористых зерен белого цвета, который получают при кратковременном обжиге гранул из вулканических водосодержащих стеклообразных пород. При температуре 950—1200°С из материала энергично испаряется вода, пар вспучивает и увеличивает частицы перлита в 10—20 раз. Вспученный перлит выпускается в виде зерен диаметром 5 мм или песка и применяется для производства легких бетонов, теплоизоляционных изделий и огнезащитных штукатурок. Для производства бетонов плотность вспученного перлита должна составлять 150—430 кг/м3, для теплоизоляционных засыпок — 50—100 кг/м3. Коэффициент теплопроводности равен 0,04—0,08 Вт/(м°С).
Добавка вспученного перлита к минеральным вяжущим позволяет получить изделия, имеющие хорошие теплофизические характеристики.
Плиты из перлитопластобетона получают в результате твердения массы, состоящей из вспученного перлитового песка, смолы и других веществ. Плиты облицовывают фольгой, стеклотканью, самоклеящейся пленкой. Плиты плотностью 100—150 кг/м3 с коэффициентом теплопроводности 0,075—0,04 Вт/(м'°С) выпускают как самонесущие конструкции.
Вспученный вермикулит — сыпучий теплоизоляционный материал в виде чешуйчатых частиц серебристого цвета, получаемый в результате измельчения и обжига водосодержащих слюд. При быстром нагреве вермикулит расщепляется на отдельные пластинки, частично соединенные друг с другом. В результате его объем увеличивается в 15—20 раз. Насыпная плотность вермикулита составляет 75—200 кг/м3.
Вспученный вермикулит используется для изготовления теплоизоляционных плит для утепления облегченных стеновых панелей и легких бетонов в качестве теплоизоляционной засыпки.
Топливные шлаки — пористые кусковые материалы, образующиеся в топке в качестве побочного продукта при сжигании антрацита, каменного и бурого угля и другого твердого топлива.
Аглопорит получают в результате спекания гранул из смеси глинистого сырья с углем. Спекание гранул происходит в результате сгорания угля. Одновременно с выгоранием угля масса вспучивается. Насыпная плотность аглопоритового щебня 300—1000 кг/м .
В настоящее время широкое распространение в строительстве получил керамзитобетон, из которого изготовляют однослойные и трехслойные панели.
Ячеистые бетоны относятся к легким бетонам. Их получают путем автоклавного твердения предварительно вспученной смеси вяжущего, воды и кремнезолистого компонента. Они имеют 85% пор от общего объема бетона.
Пенобетоны получают из смеси цементного теста с пеной (взбитой из канифольного мыла и животного клея или другого компонента), имеющей устойчивую структуру. После затвердения ячейки пены образуют бетон ячеистой структуры. Из пенобетона выпускают ряд изделий.
Теплоизоляционные блоки из пенобетона с коэффициентом теплопроводности 0,1—0,2 Вт/(м'°С) отливают размером 0,5x0,5x1 м и больше. После затвердения их разрезают на плиты нужного размера, например 1х0,5х(0,05—0,12) м. Применяют для теплоизоляции железобетонных покрытий и перегородок.
Конструктивно-теплоизоляционный пенобетон с коэффициентом теплопроводности 0,2—0,4 Вт/(м°С) используют для стеновых ограждений двух-трехслойных конструкций.
Конструктивный пенобетон с коэффициентом теплопроводности 0,4—0,6 Вт/(м°С) применяют в двухслойных ограждениях зданий.
Газобетон получают из смеси портландцемента, кремнеземистого компонента и газообразователя (чаще всего алюминиевой пудры). Нередко в эту смесь добавляют воздушную известь или едкий натрий. Полученную смесь заливают в формы, для улучшения структуры подвергают вибрации и обрабатывают преимущественно в автоклавах. Изделия из газобетона формуют большого размера, а затем разрезают на элементы.
Гаэосиликат автоклавного твердения получают на основе известково-кремнеземистого вяжущего, с использованием местных материалов — воздушной извести, песка, золы, металлургических шлаков. В настоящее время дома, стены которых выполнены из газосиликата, получили широкое распространение в сельской местности. Газосиликатные     дома     возводят     из     блоков     размеров 0,2x0,3x0,6 м или 0,3x0,3x0,6 м. Толщину стен обычно принимают 0,3 м. По сравнению с кирпичными трудоемкость возведения газосиликатных стен значительно меньше. Кроме того, при плотности газосиликата 550—600 кг/м3 он имеет коэффициент теплопроводности 0,15 Вт/(м°С), что в четыре раза ниже коэффициента теплопроводности кирпича.
В качестве теплоизоляционного материала используют беспесчаный бетон, в состав которого входят портландцемент марок 300—400, гравий или щебень крупностью фракций 10—20 мм. Песок в бетон не добавляют. Образовавшиеся в бетоне пустоты, заполненные воздухом, позволяют повысить теплозащитные качестве стен. Поверхность стен из беспесчаного бетона оштукатуривается.
Опилкобетон также используют для строительства домов. В его состав входит известково-цементное тесто, которое смешивают со смесью опилок с песком. Получаемый бетон состава — вяжущее: песок: опилки — (1:1,1:3,2) — (1:1,3:3,3) (по объему) является хорошим теплоизоляционным материалом.
Наиболее высокими теплоизоляционными характеристиками обладают теплоизоляционные пенопласты, применяемые для утепления стен, покрытий и других элементов жилых зданий. Они представляют собой пористые пластмассы, получаемые при вспенивании и термообработке полимеров. Под действием температуры происходит интенсивное выделение газов, вспучивающих полимер. В результате образуется материал с равномерно распределенными в нем порами. В ячеистых пластмассах поры занимают 90—98% объема материала, в то время как на стенки приходится 2—10%. Поэтому пенопласты очень легки. Кроме того, они не загнивают, достаточно гибки и эластичны. Недостаток теплоизоляционных полимеров — их ограниченная теплостойкость и горючесть.
Пенопласты подразделяются на жесткие и эластичные. В строительстве для изоляции ограждающих конструкций применяют жесткие. Пенопласты легко обрабатываются, им легко можно придать любую форму. Кроме того, их можно склеивать между собой и с другими материалами: алюминием, асбестоцементом, древесиной. Для склеивания применяют дифенольные каучуковые, модифицированные каучуковые и эпоксидные клеи.
Пористые пластмассы вырабатывают на основе полистирольных, поливинилхлоридных, полиуретановых, фенольных и карбамидных смол.
Полистирольный пенопласт (пенополистирол) является наиболее распространенным теплоизоляционным материалом, состоящим из спекшихся между собой сферических частиц вспененного полистирола.
Пенополистирол является твердой пеной с замкнутыми порами. Это жесткий материал, стойкий к действию воды, большинству кислот и щелочей. Существенный недостаток пенополистирола — его горючесть. При температуре 80°С он начинает тлеть, поэтому его рекомендуют устраивать в конструкциях, замкнутых со всех сторон огнестойкими материалами. Он используется в качестве утеплителя в слоистых панелях из железобетона, алюминия, асбестоцемента и пластика. Его выпускают в виде плит плотностью 40—60 кг/м с коэффициентом теплопроводности 0,03— 0,04 Вт/(м°С). Наиболее распространен размер 1,2x1x0,1(0,05) м. Кроме того, из пористых пластмасс на основе полистирола изготовляют плиты плотностью 50— 200 кг/м3 с коэффициентом теплопроводности 0,04— 0,05 Вт/(м°С) длиной 0,5—1 м, шириной 40—70 см, толщиной 2,5—8 см.
Пенополиуретан изготовляют жестким и эластичным. Полиуретановый поропласт выпускают в виде матов из пористого полиуретана с коэффициентом теплопроводности 0,04 Вт/(м°С) размером 2х1х(0,03—0,06) м, а также твердых и мягких плит плотностью 30—150 кг/м и теплопроводностью 0,022—0,03 Вт/(м'°С). Простота изготовления позволяет получать из этого материала плиты не только в заводских условиях, но и на стройплощадке. При специальных добавках пенополиуретан не поддерживает горения.
Мипора — пористый теплоизоляционный материал белого цвета, изготовляемый на основе мочевиноформаль-дегидного полимера. Мипору выпускают в виде блоков объемом не менее 0,005 м и коэффициентом теплопроводности 0,03 Вт/(м'°С) или плиток толщиной 10 и 20 мм.
Мипора не является горючим материалом. При температуре 200°С она только обугливается, но не загорается. Однако она имеет малую прочность на сжатие и представляет собой гигроскопичный материал. Мипору применяют в виде легкого заполнителя каркасных конструкций или пустот, где нет требований к влагоустойчивости.
Пеноизол относится к новым высокоэффективным теплоизоляционным материалам и представляет собой застывшую пену с замкнутыми порами. В зависимости от введенных в него добавок он может быть жестким и эластичным. При использовании в качестве наполнителя тонко молотого керамзитового песка пеноизол становится трудно возгораемым теплоизоляционным материалом. До температуры 350°С он устойчив к воздействию огня, при температуре до 500°С не выделяет токсичных веществ, кроме углекислого газа. Пеноизол имеет хорошую адгезию к кирпичу, бетонным и металлическим поверхностям. Используется для утепления дачных домов, коттеджей, гаражей, ангаров, покрытий бассейнов.
Для производства пеноизола не требуется больших пло-щадейи громоздкого оборудования, кроме газожидкостной установки массой 80 кг, обслуживаемой двумя рабочими. Благодаря способности пеноизола твердеть в нормальных условиях в течение 20 мин, его производство легко организовать на строительной площадке при возведении коттеджей, индивидуальных домиков, а также в ходе ремонтно-строительных работ по утеплению конструкций стен, крыш и др. Пеноизол изготовляется в виде плит и блоков любой толщины и размеров, заливается в виде пены в пустоты плит, пустотелые профили и объемы. В зависимости от кратности вспениваемого состава пеноизол имеет плотность 25—300 кг/м , коэффициент теплопроводности 0,03—0,07 Вт/(м°С).