Пенополистирол

Пенополистирол представляет собой газонаполненный материал, получаемый из полистирола и его производных, а также из сополимеров стирола.

image description
image description
  • image description
  • image description

По внешнему виду, пенополистирол — это небольшие гранулы размером не более пятнадцати миллиметров. Технология производства пенополистирол не очень сложная. Обычная технология получения пенополистирола связана с первоначальным заполнением гранул стирола газом, который растворяют в полимерной массе. В дальнейшем производится нагрев массы паром. В процессе этого происходит многократное увеличение исходных гранул в объеме, пока они не занимают всю блок-форму и не спекаются между собой. В традиционном пенополистироле используются хорошо растворимый в стироле природный газ для заполнения гранул, в пожаростойких вариантах пенополистирола гранулы наполнены углекислым газом.

Стиропор (вспененный полистирол, как строительный материал принципиально не отличается от множества других материалов, которые применяются в строительстве; надлежащее использование этого материла, обеспечивает ему практически не ограниченный срок жизни) нагревают до определенной температуры и добавляют в него газообразователь. В процессе чего происходит вспучивание исходного материала. Иногда в строительстве для теплоизоляции используют сами гранулы, засыпая их в нужные места. Но чаще всего пенополистирол используется в производстве теплоизоляционных изделий таких, как блоки, плиты и другие.

Изделия из пенополистирола

Изделия из пенополистирола по технологии производства делятся на две группы:

  • Первая, гранулы пенополистирола спекаются под воздействием определенной температуры, которая должна быть очень высокой, в формах, которые и создают изделие. Например, очень известные пенополистирольные плиты.
  • Вторая группа, гранулы полистирола смешиваются со вспенивающим ингредиентом, это все происходит при повышенных температурах. Полученная масса выдавливается через экструдер. Такое изделие называется экструдированный пенополистирол, он так же широко применяется при проведении строительных работ.

Изделия из пенополистирола должны обладать несколькими качествами с высокими технологичными характеристиками. Требования к низкому водопоглащению изделия, высоким свойствам теплоизоляции и повышенной плотности поверхности изделия из пенополистирола, очень высоки. На сегодняшний день это можно добиться, только изготавливая изделия из пенополистирола на современном оборудовании.

Пенополистирольные плиты обладают низкой теплопроводностью и хорошей плотностью материала. Прочность данного материала настолько высока, что можно использовать его в качестве конструктивного элемента в строительстве. Пенополистирольные плиты могут нести значительные нагрузки в течение длительного времени. Во время испытаний плит в лабораторных условиях показатель прочности на сжатие составил 250 КПа. Это очень неплохой результат.

Малая гигроскопичность пенополистирола создает эффект водоотталкивания. Эта характеристика материала не влияет на ее теплопроводность. Кстати, диффузия водяного пара в пенополистироле совершенно отсутствует.

Пенополистирол считался горючим материалом, и его применение в строительстве всегда сталкивалось с требованиями пожарной безопасности. Научно-технический прогресс сегодня предлагает новые виды пенополистирола такие, как трудновоспламеняемые и самозатухающие марки данного материала. Техническое обозначение согласно ГОСТа этих марок ППСБ-С.

В создание таких пенополистиролов стали применять специальные добавки, так называемые антипирены. В контакте с открытым пламенем гранулы расплавляются и образуют твердую массу, которая не горит и не является источником горения. Антипирены создают эффект подавления самостоятельного горения. Это нововведение стало прорывом в применении изделий из пенополистирола в современном строительстве, не взирая на требования пожарников.

При температурах более 100 градусов по шкале Цельсия пенополистирол начинает размягчаться, а соответственно происходит его усадка, что негативно может повлиять на конструктивные характеристики изделия из пенополистирола. Но, как известно, что в строительных работах такие температуры применяются очень редко. Сегодня уже вышел из производства пенополистирол, который выдерживает температуру 110 градусов. Значит, можно надеяться, что проблемы, связанные с температурным режимом, в скором будущем будут решены полностью. А это позволит увеличить применение пенополистирольных изделий в строительстве.

Теплопроводность, энергоэффективность и влагостойкость

Теплопроводность — одно из ключевых свойств теплоизоляционных материалов. Хорошие показатели теплопроводности позволяют сократить толщину утеплителя, необходимую для обеспечения нужного уровня тепла, а значит, и затраты на сам материал.

Примерный расчёт толщины стен из однородного материала для выполнения требований СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» (для сравнительного анализа используются данные климатической зоны г. Москвы и Московской области).

Материал стены Коэф. теплопроводн. Требуемая толщина в метрах
Вспененный пенополистирол 0,039 0,12
Минеральная вата 0,041 0,13
Железобетон 1,7 5,33
Кладка из силикатного полнотелого кирпича 0,76 2, 38
Кладка из дырчатого кирпича 0,5 1,57
Клееный деревянный брус 0,16 0,5
Керамзитобетон 0,47 1,48
Газосиликат D500 0,12 0,385
Пенобетон D600 0,14 0,45
Шлакобетон 0,6 1,88

Панель из EPS типа I согласно стандарту CAN/CGSB 51.20 M87 может абсорбировать максимум 6% влаги. При таком количестве воды она, тем не менее, сохраняет 92% от своего первоначального значения R.

В рамках глобальной программы оценки методов изоляции фундаментов, закладываемых ниже уровня грунта, Канадская ассоциация строителей жилых зданий разработала методику испытания, позволяющую определить влияния на вспененный пенополистирол, обусловленные воздействием циклов замораживания и размораживания. Пенополистирол, расплавленный надлежащим образом, был подвергнут 50 циклам замораживания/размораживания в 4%-ном растворе хлорида натрия. Раствор соли обеспечивал жёсткие условия испытания. Результаты после 50 циклов замораживания/размораживания не выявили никакого влияния ни на ячеистую структуру вспененного пенополистирола, ни на целостность её структуры. Такое использование в Северной Америке и в Европе в течение многих лет подтверждает, что циклы замораживания/размораживания очень слабо влияют на структуру качественного пенополистирола.

Особенности хранения и использования

Есть существенный недостаток пенополистирола. Если его долгое время держать на открытом месте под прямыми солнечными лучами, то через некоторое время он потемнеет и превратиться в пыль. Поэтому его хранению придается особое значение. А облицовка его с внешней уличной стороны обязательно.

Пенополистирол, обладая высокими теплоизоляционными качествами, применяется в строительстве в качестве утеплителя. Обычно его используют в утеплении наружных поверхностей, внутренних поверхностей кирпичной кладки или бетонных плит, для теплоизоляции подвалов и плит перекрытий. При теплоизоляции кровли его укладывают под наносимую мастику или под рулонный настил. Можно поверх пенополистирола делать стяжку. Сегодня строители при заливке фундаментов все чаще используют опалубку из пенополистирольных плит, которые после высыхания фундамента не убираются. Тем самым сразу происходит теплоизоляция фундаментов, чем сокращается время на строительные работы.