Пенополистирол — характеристики и критерии выбора


Зачастую пенополистирол (ППС) называют пенопластом, что вполне оправдано, так как пенопласт – это общее понятие, объединяющее группу вспененных пластических масс (полимеров), к которой и относится ППС.

Юрий Савкин (директор Ассоциации производителей и поставщиков пенополистирола):


Пенополистирол – жесткий материал с ячеистой структурой, полученный путем спекания гранул, получаемых из суспензионного вспенивающегося полистирола беспрессовым способом. В России пенополистирол имеет ряд других, широко употребляемых названий: пенопласт, ПСБ — С, вспененный полистирол. В других странах для его обозначения используется аббревиатура EPS (expanded polystyrene). При этом необходимо различать белый вспененный пенополистирол и цветной экструдированный пенополистирол (XPS), который имеет другую структуру, свойства и, собственно, другой способ производства.

ППС выпускается в виде плит различной плотности и толщины, сформованных из гранул одной фракции, однородного белого цвета без характерного химического запаха.

Утеплитель пенополистирол – технические характеристики и нюансы применения

Если разломить плиту, линия отрыва должна проходить не только по границе спекания гранул, но и непосредственно через них.

Наличие постороннего запаха, рыхлость, гранулы разного размера – это признаки некачественного утеплителя, произведенного с нарушением технологии.

Основные характеристики ППС


Так как ППС на 98 % состоит из воздуха и только на 2 % из оболочек вспененного полистирола,  его главной характеристикой является минимальная теплопроводность – 0,032-0,034 Вт/(м·С). Кроме того, плиты паропроницаемы, но влагостойки, так как даже при полном погружении практически не впитывают воду. То есть, материал достаточно хорошо проводит пар, но не накапливает влагу, в отличие от некоторых других теплоизоляторов.

Что интересно, рабочие, занимающиеся утеплением фасадов в курортных приморских городах, частенько использовали ППС в качестве матрасов для плавания, а рыбаки нарезали из него поплавки для сетей.

К отличной теплопроводности, паропроницаемости и влагостойкости стоит добавить устойчивость плит к биологическим поражениям.

Юрий Савкин:

Пенополистирол биологически нейтрален, это значит, что плесень и грибок не размножаются на поверхности вспененного полистирола, что доказано многочисленными исследованиями.

Не менее значим и большой срок службы с сохранением характеристик даже в суровых условиях применения.

Юрий Савкин:


Пенополистирол был подвергнут пятидесяти циклам замораживания/размораживания в четырехпроцентном растворе хлорида натрия. Раствор соли обеспечивал жесткие условия испытания. По результатам тестов не выявлено никакого влияния на целостность структуры. Сейчас блоки из пенополистирола широко используются в Норвегии для устройства дорог, тоннелей и искусственных насыпей. Наши же исследователи провели испытания с большим количеством циклов и прогнозируют долговечность пенополистирола не менее 100 лет.

Но кроме внешних воздействий, в процессе эксплуатации материал может подвергаться и другим угрозам, одна из них, волнующая наших умельцев – мыши.

nikolaj-be 

Хотелось бы затронуть тему с мышами и пенопластом – слышал, что после посещения пенопласта мышами от него остается труха, правда ли это?

Юрий Савкин:


Что касается грызунов, то питательной ценности ППС для них не представляет, однако они могут в нем завестись, как и в любом другом теплоизоляционном материале. Поэтому необходимо выполнять мероприятия, ограничивающие грызунам доступ к утеплителю, и закрывать поверхность облицовочными слоями. Кроме того, мыши и крысы – это вопрос не строительного характера, а скорее гигиенического.

По поводу экологичности производных полистирола баталии не утихают с момента начала производства и по сей день: одни считают материал абсолютно безвредным и экологичным утеплителем, другие – настоящей миной замедленного действия. А истина, как обычно, посредине.

Юрий Савкин:

Ранее считалось, что все полимеры весь свой жизненный цикл эксплуатации выделяют вредные вещества, так как процесс полимеризации нельзя довести до конца на 100% молекулах. Это все от того, что когда все в Европе занимались в середине прошлого века химией, мы занимались «кукурузой». Современные технологии и оборудование мирового уровня (зарубежные линии) давно решили эту проблему. На заводе СИБУРа в Перми стоит лучшее по мировым меркам оборудование, применяется передовая на сегодня технология. В процессе сушки выводятся все не связанные в цепочки молекулы стирола. В процессе эксплуатации если он и выделяет что, то, конечно, в пределах, допустимых санитарными нормами. По нашим испытаниям в кубе изделия из пенополистирола менее 0.002 мг стирола  (что соответствует нормам ПДК).


Мало кто знает, но стирол находится в таких распространенных продуктах, как орехи и клубника. Во всем мире упаковка из ППС очень востребована – рыбные ящики, стаканчики под горячее, лотки под мясо и т.д.

Еще один из важнейших параметров – горючесть, так как от пожара никто не застрахован, но желательно обойтись без трагических последствий. Пользователей волнует не только горючесть ППС, но и дымообразующая способность.

Юрий Савкин:

ППС – горючий материал (Г3), но он не поддерживает горения, так как содержит антипирены. То есть, если поднести горелку и убрать, то максимум через 4 секунды он потухнет. Это при испытаниях. А если пожар, как на заводе ЗИЛ, где горел металл, и температура зашкаливала за 1000⁰С, то сгорит абсолютно все. При горении ППС выделяется углекислый и угарный газы, те же самые, что и при горении дерева. Суть в том, что это количество дыма гораздо меньше, так как плотность ППС в среднем 15 кг/м³, что меньше, чем у других материалов. Но скорость дымообразования выше, чем у того же дерева, поэтому его никогда не применяют в открытых конструкциях. ППС закрывают штукатурным слоем. Например, фасадная система с пенополистиролом и фасадная система с минеральной ватой имеют один класс пожарной опасности – К0.


Утеплитель пенополистирол – технические характеристики и нюансы применения

О свойствах пенополистирола – подробно и доступно

О теплопроводности

Пенополистирол представляет собой не что иное, как множество пузырьков воздуха, заключенных в тоненькие оболочки из полистирола. При этом соотношение таково: два процента полистирола, остальные девяносто восемь – воздух.

В результате получается некое подобие твердой пены, отсюда и название – пенополистирол. Воздух герметично запаян внутри пузырьков, благодаря чему материал отлично удерживает тепло. Ведь известно, что воздушная прослойка, находящаяся без движения – великолепный теплоизолятор.


По сравнению с минеральной ватой коэффициент теплопроводности у данного материала ниже. Он может иметь значение от 0,028 до 0,034 ватта на метр на Кельвин. Чем плотнее пенополистирол, тем больше значение его коэффициента теплопроводности. Так, для экструдированного пенополистирола, имеющего плотность 45 килограммов на кубометр, этот параметр составляет 0,03 ватта на метр на Кельвин. При этом имеется в виду, что окружающая температура не выше +75% 0С и не ниже -50 0С.

О паропроницаемости и поглощении влаги

Экструдированный пенополистирол имеет нулевую паропроницаемость. А характеристики вспененного пенополистирола, который изготавливается особым образом, иные. Его паропроницаемость варьируется от 0,019 до 0,015 килограмма на метр-час-Паскаль. Это кажется странным, так как, по идее, подобный материал с пенной структурой пар пропускать не способен.

Ответ прост – формовка вспененного пенополистирола производится путем разрезания большого блока на плиты необходимой толщины. Вот и проникает пар через разрезанные вспененные шарики, забираясь внутрь воздушных ячеек. Экструдированный пенополистирол, как правило, не режут, плиты выходят из экструдера уже с заданной толщиной и гладкой поверхностью. Поэтому для проникновения пара этот материал недоступен.

Что касается впитывания влаги, то если погрузить лист вспененного пенополистирола в воду, он впитает ее до 4 процентов. Плотный пенополистирол, изготовленный методом экструзии, останется практически сухим. Он вберет в себя воды в десять раз меньше – всего лишь 0,4 процента.


О прочности

Тут пальма первенства принадлежит экструдированному пенополистиролу, у которого связь между молекулами весьма крепкая. По прочности статического изгиба (от 0,4 до 1 килограмма на квадратный сантиметр) он заметно превосходит рядовой вспененный пенополистирол (его прочность лежит в пределах от 0,02 до 0,2 килограмма на квадратный сантиметр). Поэтому в последнее время вспененного пенополистирола, вырабатывается всё меньше, так как он менее востребован. Метод экструзии позволяет получить более современный материал для изоляции, прочный и влагостойкий.

Чего боится пенополистирол

Пенополистирол никак не реагирует на такие вещества, как сода, мыло и минеральные удобрения. Он не взаимодействует с битумом, цементом и гипсом, известью и асфальтовыми эмульсиями. Нипочем ему и грунтовые воды. А вот скипидар с ацетоном, некоторые марки лаков, а также олифа способны не только повредить, но и полностью растворить этот материал. Растворяется пенополистирол и в большинстве продуктов, получаемых путем перегонки нефти, а также в некоторых спиртах.

Вот только не любит пенопоплистирол (ни вспененный, ни экструдированный) прямых солнечных лучей. Они его разрушают – при постоянном ультрафиолетовом облучении материал становится сначала менее упругим, теряя прочность. После этого дело разрушения довершают снег, дождь и ветер.

О способности поглощать звуки

Если надо спастись от излишнего шума, пенополистирол стопроцентно не поможет. Ударный шум он несколько приглушить в состоянии, но лишь при условии, что будет проложен достаточно толстым слоем. А вот воздушные шумы, волны которых распространяются по воздуху, пенополистиролу не по зубам. Таковы особенности конструкции и свойства пенополистирола – жестко расположенные ячейки с воздухом внутри оказываются полностью изолированными. Так что для звуковых волн, летящих по воздуху, надо ставить преграды из других материалов.

О биологической устойчивости

Как выяснилось, плесень на пенополистироле жить не способна. Это подтверждено американскими учеными, которые в 2004 году провели ряд лабораторных исследований. Данные работы были заказаны фирмами-производителями пенополистирола из США. Результат их полностью удовлетворил.

Вся правда о безвредности, негорючести и долгом сроке службы

Полистирол способен служить много лет, не теряя своих свойств – испытания показали, что его можно многократно размораживать и замораживать, и качество материала при этом не страдает. Данный материал не подвержен горению, так как в его состав входят специальные вещества – антипирены. Всё это кажется совершенно правильным и неоспоримым, но лишь на первый взгляд. Есть несколько нюансов. О них поговорим далее.

Вопрос экологии

К сожалению, на воздухе пенополистирол окисляется. Причем вспененный пенополистирол, имеющий более рыхлую структуру, сильнее подвержен этому процессу. Экструдированный материал окисляется медленнее, но и его ждет та же участь. Только что уложенный пенополистирол еще и стирол выделяет, так как полная полимеризация материала невозможна на стадии производства. А пока полимеризация не будет завершена, выделение стирола не прекратится.

Производители пытаются оспорить информацию про вредность пенополистирола. Они говорят, что их продукция менее вредна, чем дерево. Имеется в виду выделение деревом вредных веществ при горении. Действительно, при горении пенополистирола образуется двуокись углерода, окись углерода и сажа. Но если пенополистирол нагреть до температуры, превышающей 80 градусов, то происходит выделение паров вредных веществ. В них содержатся пары: стирола, толуола, этилбензола, бензола и оксида углерода.

Вопрос горючести

На самом деле любой пенополистирол горит. Лукавят производители, заявляя, что он затухает самостоятельно, являясь менее опасным, чем дерево – увы, это не так. Подобное заявление явно противоречит российскому ГОСТу 30244-94, по которому пенопласты по горючести причислены к группам Г3 и Г4 – самым опасным.

Одним из способов извратить факты является эффектное подвешивание пенополистирольной плиты в воздухе, а затем ее поджигание. Для этого на плиту воздействуют снизу зажженной горелкой. Результат говорит сам за себя – выгорает только тот кусочек, который находился в контакте с горелкой, а далее огонь не идет.

Но ведь этот опыт никак не соответствует реальным условиям эксплуатации, и может служить лишь в качестве фокуса. А вот если на плоскость из негорючего материала положить кусок пенополистирола и поджечь, она вовсе не потухнет. Ведь раскаленные капли пенополистиролы, образующиеся при нагревании небольшого кусочка, перенесут огонь на всю его поверхность. Результат не заставит себя ждать – плита сгорит полностью.

Если взять пенополистирол, не включающий в себя антипирены, то его коэффициент образования дыма равен 1048 квадратных метров на килограмм. У пенополистирола с эффектом самозатухания этот показатель больше – 1219 квадратных метров на килограмм. У резины, например, он составляет 850 квадратных метров на килограмм, а у дерева и того меньше – всего 23 квадратных метра на килограмм. Чтобы было понятнее, приведем такие цифры: если задымленность в комнате более 500 квадратных метров на килограмм, то, вытянув руку, можно не увидеть ее пальцев.

Антипирены (чаще всего гексабромциклододексан) добавляют в пенополистирол для увеличения его пожаробезопасности. У нас в стране принято обозначать такой пенополистирол буквой «С». Это должно, по идее, означать, что материал обладает свойством затухать самостоятельно. Но на практике выясняется, что пенополистирол с антипиреном горит ничуть не хуже, чем не содержащий этой добавки. Он лишь загорается хуже, не делая этого самопроизвольно при повышенной температуре. Класс его горючести – Г2, но через несколько лет он превращается в Г3 или Г4 – свойства антипирена со временем ухудшаются.

Однако, следует отметить, что пенополистирол в строительных конструкциях никогда не применяется в открытом виде. Поверх этого материала всегда наносится фасадная штукатурка или монтируется стяжка. Поэтому строительные конструкции, в состав которых входит пенополистирол являются пожаробезопасными.

Вопрос срока службы

Если правильно эксплуатировать пенополистирол, закрывая его сверху штукатуркой или другим защитно-декоративным слоем, то он прослужит лет 30, не меньше. Правда, на деле всё оказывается не так радужно – то мастера слепят теплоизоляцию наскоро кое-как, то заказчик постарается сэкономить за счет материалов, то неопытный мастер ошибок наделает при монтаже пенополистирольных плит.

Одна из таких ошибок – неправильный расчет толщины утеплителя. Многим кажется, что если взять толстую тридцатисантиметровую плиту пенопласта, то она и прослужит дольше, и в доме теплее будет. Но это не так – материал большой толщины от перепадов температуры пойдет трещинами и волнами, под которые будет проникать холодный воздух. Надо заметить, что в Европе принята норма – утеплять дома снаружи пенополистиролом не более 3,5 сантиметра. толщиной. Это позволяет во время пожара уменьшить опасность отравления.

Пенополистирол на фасаде здания

Заключение

Хотя пенополистирол, как выяснилось, горючий материал и выделяет при сильном нагревании вредные вещества, он остается одним из самых востребованных теплоизоляторов. Ведь как утеплитель, пенополистирол имеет массу преимуществ: он самый дешевый, легко режется обычным ножом, почти не впитывает влагу и хорошо держит тепло. Не зря четыре европейских здания из пяти имеют именно пенополистирольное утепление фасада. Причем как жилые дома, так и офисы, и производственные помещения.

Правда, говорить о длительных исследованиях данного материала пока рано – еще и полвека не прошло с начала его использования. Поэтому те, кто говорят о сроке службы пенополистирола более 80 лет, могут подтвердить свои слова только испытаниями в лабораторных условиях. Но им стопроцентно верить не стоит – ведь для того, чтобы получить нужные результаты, можно особые образцы в лабораторию отправить.

Самое главное при эксплуатации пенополистирола во внешней среде – надежно укрыть его от солнечных лучей и атмосферных воздействий. Для этого надо использовать штукатурную смесь, в состав которой входит цемент. Покрытие следует накладывать плотно, не должно остаться ни одного просвета. Иначе крохотный солнечный лучик может со временем полностью разрушить теплоизоляцию.

А вот внутри пенополистирол для утепления применять не стоит, что бы ни утверждали производители. Пусть себе говорят, но ведь в случае пожара их рядом не окажется, а вот продукты горения могут причинить огромный вред, унося здоровье, а порой даже жизни людей. Примером может быть всем известная трагедия в клубе Хромая лошадь, где большинство посетителей просто задохнулись продуктами горения данного утеплителя.


Использованные источники

  1. chem21.info/info/914898/
  2. zen.yandex.ru/media/forumhouse/uteplitel-penopolistirol--tehnicheskie-harakteristiki-i-niuansy-primeneniia-5b8e4c39462dca00ab35199d
  3. srbu.ru/stroitelnye-materialy/73-penopolistirol-kharakteristiki-uteplitelya.html

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.