ПЕНОПОЛИСТИРОЛ

 

Пенополистирол  представляет собой теплоизоляционный материал, получаемый вспениванием полистирола при температурной обработке. Вспененный  полистирол имеет вид гранул размером 2 – 8 мм. Изготавливаются они из суспензионного вспенивающегося полистирола с добавлением антипирена.  Формирование такого материала происходит  методом удара паром за счёт спекания гранул друг с другом.  
Пенопласт – современный, экологически чистый материал, позволяющий не только обеспечить высокую теплоизоляцию, пожаробезопасность, но и принести приличную экономическую выгоду. Пенопласт один из самых дешевых утеплителей. Новейшие марки высокотехнологичных пенополистиролов большой плотности предполагают замену некоторых сортов пластмасс пенопластом, что гарантирует снижение выбросов вредных веществ в атмосферу, которые так велики при производстве различных полимеров и пластиков. Пенополистирол незаменим для утепления подземных частей здания, фундаментов, стен подвалов, цокольных этажей, где применение других видов теплоизоляции недопустимо вследствие капиллярного поднятия грунтовых вод, и предохраняет гидроизоляцию от вредного воздействия окружающей среды . Об этом с полной уверенностью позволяют говорить его влагостойкие качества, а также его легкость и долговечность. Пенополистирольные плиты почти невесомы, удобны при транспортировке и монтаже, долговечны и надежны.

Продукция сертифицирована

 Физико-механические показатели по ГОСТ 15588-86, ТУ СТ ТОО 000640004658-001-2015.

 

Наименование  показателя

Норма для плит марок

    15В       25В       35В       50В
Плотность, кг/м3   до 15   от 15 до 25 от 25 до 35 от 35 до 50
Прочность на сжатие при 10% линейной деформации,

мПа, не менее

0,05

(0,05:0,1)

   0,1

(0,1:0,16)

0,16

(0,16:0,2)

0,2

(более 0,2)

Предел прочности при изгибе, мПа,

не менее

   0,07    0,18    0,25     0,35
Теплопроводность в сухом состоянии при

(25+- 5 гр.С Вт/м К ), не более

 0,042     0,039      0,039     0,040
Время самостоятельного горения

плит типа ПСБ – С, не более   \ (сек.)

                        4
Влажность плит отгружаемых потребителю,  % не более

 

                       12

 

Водопоглощение за 24 ч.% по объему

не более

       3,0           2,0       2,0       1,8

                                                   Область применения

 

               свойства ПСБ-С- 15В ПСБ-С- 25В ПСБ-С- 35В ПСБ-С- 50В
  Кровля

– плоские кровли

+ + +
– скатные кровли + +
  Полы

– жилых помещений

+ + +
– тяжелонагруженные + +
– утепление фундаментов + + +
 Стены

– стены подвалов

+ + +
– цокольная часть, + + +
– полые стены + + +
– под штукатурку + + + +
  Дороги

– автомобильные

+ +
– железные +
-взлетно-посадочные

полосы аэропортов

 

+
– тротуарные покрытия + +

 

СВОЙСТВА

                   Физические свойства
Важным свойством пенополистирола является механическая прочность при воздействии коротких и продолжительных нагрузок. Под нагрузкой наблюдается вязко-упругая реакция, что их отличает от хрупко-твердых материалов. В соответствии со стандартом вместо измерения прочности при давлении производится измерение напряжения сжатия при 10%-ой деформации. Это значение лежит в зоне необратимой деформации и имеет значение только как параметр материала, так как механические свойства пенополистирола зависят от его объемной плотности.

                    Теплоизоляционная способность
Еще одним важным физическим свойством пенополистирола являются отличные изолирующие свойства по отношению к теплу и холоду. Пенополистирол состоит из полистирола, отдельные ячейки имеют форму полиэдров (многогранников) размером от 2-8 мм. Эти ячейки полностью замкнуты. Пенополистирол приблизительно состоит из 98 процентов воздуха и только на 2 процента из полистирола. Решающим фактором, определяющим теплоизоляционные свойства, является замкнутый в ячейках воздух, который обладает очень высокими теплоизолирующими показателями. В противовес к другим пенопластам, содержащим иные газы, воздух не покидает ячеек, и теплоизолирующие свойства сохраняются на прежнем уровне.
Теплоизоляционная способность материала определяется своей теплопроводностью. Теплопроводность – это количество тепла (в ваттсекундах), которое при постоянном перепаде температур в 10 за одну секунду проходит через плоскопараллельный слой материала толщиной в 1 м2 от более теплой стороны к более холодной. Измерение теплопроводности как показывает при прочих постоянных условиях зависит от объемной плотности кг/м3 пенополистирола. У пенополистирола с Низкой объемной плотностью теплопроводность выше, она понижается с ростом объемной плотности, проходит свой минимум в диапазоне от 30 до 50 кг/м3, а затем начинает постепенно возрастать.

                    Водопоглощение
В отличие других материаловПенополистирол не гигроскопичен. Даже находясь под водой, он поглощает незначительное количество влаги. Поскольку стенки ячеек непроницаемы для воды, она может просачиваться только по каналам между  отдельными, связанными между друг другом ячейками. Водопоглощение измеряется стандартным методом. Пробными образцами являются квадраты с поверхностью 200х200 мм и соответствующей толщиной, погруженные полностью в воду. Поглощение воды практически не зависит от объемной плотности. Оно достигается через 24 часа до 2-3% в пересчете на объем. Водопоглощение при выдерживании под водой  играет лишь не значительную роль для большинства случаев применения материала и представляет интерес только в особых ситуациях. Например использование Пенополистирола в подземных и фундаментных сооружениях, в поверхностных и подъемных элементах.

                    Диффузия водяного пара
В отличие от воды  водяной пар содержащийся в воздухе, может при определенном перепаде  температур постепенно проникать в Пенополистирол и выпадать в виде воды при охлаждении.  Сопротивление диффузии (S) определяется произведением коэффициента сопротивления диффузии водяного пара на толщину слоя (S). Коэффициент сопротивления диффузии водяного пара это безразмерная величина которая показывает, во сколько раз сопротивление материала превышает сопротивление воздушного слоя такой же толщины (для воздуха   =1).  Тяжелые марки Пенополистирола могут иметь различные значения коэффициента сопротивления диффузии водяного пара, лежащие в интервале от    =20 до    =100. При расчете точки росы следует применять наиболее не благоприятное для строительной конструкции значение.

                     Влияние температуры
При применении Пенополистирол практически не имеет  нижней границы. Объемное сжатие следует учитывать в тех случаях когда это необходимо по температурным условиям (например, при строительстве складов холодильников).  При  работе в условиях повышенных температур  значение максимально допустимой температуры зависит от  длительности температурного воздействия  и от механической нагрузки на пенопласт.

                    Стабильность размеров
Коэффициент термического расширения Пенополистирола лежит в интервале 5-10     до 7-10    , что соответствует интервалу изменения от 0,05 до 0,07 мм. На 1м и 1 градус Цельсия. Это означает, что при изменении температуры на 17 градусов С имеет место изменение длины равное 1%, т.е. 1мм/м. В случаях применения при которых Пенополистиролнаходится под воздействием значительных температурных колебаний, необходимо предусматривать особые конструктивные меры. Необходимо также учитывать и уменьшение размеров (сжатие) Пенополистирола при низких температурах. Если принять за опорную температуру 20 градусов С и предположить что в режиме использования материал охлаждается  до -20 градусов С, то в таком случае элемент длиной в 40 см, укорачивается приблизительно на 1 мм. Это необходимо учитывать при проектировании.

                    Пенополистирол в строительстве
Современное строительство и строительство в будущем обусловлено требованиями экономии энергии, звукоизоляции и защиты окружающей среды. Почти все промышленно развитые страны имеют сегодня новые, предусмотренные законом, минимальные требования к строительной теплоизоляции для отапливаемых и кондиционируемых помещений. Также и в странах с умеренным и тропическим климатом предписывается сравнимо высокий уровень строительной теплозащиты, имеющийся в странах с относительно низкими зимними температурами. Это вытекает из того факта, что в этих странах летняя теплоизоляция, т.е. затраты на энергию для кондиционирования зданий, играет такую же значительную роль, как и зимняя теплоизоляция. Затраты на энергию для кондиционирования воздуха здания жарким летом выше, чем на отопление при низких наружных температурах зимой
.
Необходимость применения дополнительных изоляционных слоев означает сегодня для архитекторов и строительных предприятий значительное вторжение в их проектную и конструктивную свободу действий. С другой стороны, это участие способствует развитию новых, прогрессивных системных решений. При этом Пенополистирол в качестве материала для изолирования целых строительных элементов вследствие своих прекрасных свойство уже на протяжении многих лет занимает важное место в строительной практике многих стран.
Применением Пенополистирола архитекторы и инженеры-строители сегодня одновременно используют шанс применения системных решений и функционально включают его в свои проекты. Тенденция идет четко к специальным изолирующим системам, как например системам изолирования наружных стен и крыш, к системам прокладки отопительных устройств в полу и.т.п.
Они приносят застройщику не только значительную экономию затрат и преимущества использования, но и снижают риск технических ошибок при проектировании и при реализации строительных объектов. Как Пенополистирол применяется в строительстве показывают нижеприведенные текстовые и иллюстративные примеры, которые являются реальными примерами, взятыми из практики. Эти примеры дают представление об уникальном разнообразии областей применения Пенополистирола в качестве системных материалов. Естественно в этом “показе практических примеров” упомянуты не все возможности
применения в секторе строительства, так как они крайне разнообразны. Даже сегодня, спустя более пяти десятилетий со дня
своего изобретения, Пенополистирол не утратил своей ценности и является более актуальным, чем когда-либо.
Пенополистирол зарекомендовал себя  как наиболее  экономичный  и  удобный строительный утеплитель. Известно также, что стена из этого материала толщиной всего 12 сантиметров по своим теплосберегающим свойствам эквивалентна двухметровой кирпичной стене и четырехметровой стене из железобетона.
При сравнении теплопроводности Пенополистирола с другими строительными материалами он имеет ряд достоинств и преимуществ. Лист Пенополистирола толщиной 30 мм. По теплопроводности равен.

  1. Дереву — 98 мм
  2. Пенобетону— 250 мм
  3. Кирпичной кладке (сплошной кирпич) — 425 мм
  4. Железобетону — 1065 мм

Основное Назначение Пенополистирола — теплоизоляция ограждающих конструкций – стен, крыш, перекрытий, полов, а также промышленного оборудования при отсутствии контакта с внутренними помещениями и температуре изолируемой поверхности не выше 80 градусов Цельсия.

          Изменение состояния

Изменение состояния  Пенополистирола по прошествии времени, проверенное на практике в строительстве.
Пенополистирол со временем не разрушаются и при использовании в соответствии с особенностями материала не подвержен старению. Применительно к материалу, используемому в любой отрасли строительства, это было установлено с помощью многолетних наблюдений и исследований независимыми экспертами и научными институтами. Для начала следует объяснить некоторые понятия:

О старении материала говорят в том случае, когда, не смотря на использование в соответствии с его особенностями,то есть при соблюдении всех ограничений в его использовании, материал изменяет свои свойства в результате естественного воздействии на него окружающей среды. Особого внимания заслуживают, конечно, только временные рамки и употребление, характерные для строительного дела. В целом, старение выражается в том, что материал становится ломким и даже
разрушается.
Причиной тому служит воздействие окружающей среды, такие, как влияние воздуха (кислорода), воды, тепла, света, особенно солнечного ультрафиолетового излучения. Некоторые материалы могут разрушатся под воздействием ультрафиолета, если они не были изготовлены соответствующим образом или не были защищены от него позже. Теплоизоляционные материалы обычно защищены тем, что они встроены и прикрыты другими материалами.
Старение материала и его последствия следует отличать от преждевременного нарушения или даже разрушения материала вследствие применения, несоответствующего особенностям материала.

Под воздействием влаги и кислорода воздуха природные органические вещества могут разрушаться. Это резина, древесина,
кожа, текстильные материалы. Синтетические вещества (пластмасса) ведут себя иначе. Пенополистирол не подвержен гниению.

Материалы, постоянно подвергающиеся механическому воздействию, могут отказать вследствие постоянной смены нагрузок.
Это называется усталостью материала. С помощью опытов в течении времени можно установить, насколько жизнеспособен
материал при данных нагрузках и достаточно ли безопасен материал в эксплуатации.
Опыты с плитами Пенополистирола, а также практический опыт показывают, что при обычном их применении в строительном
деле (например, как пластины для изоляции от шума) усталость материала не наступает.

Ограничения в применении материала определяют его химические и физические особенности. При этом большую роль играет устойчивость материала при механическом воздействии, термической нагрузке и его стойкость к химическому воздействию. Строительные растворы цемента, извести, гипса, ангидрита, а также растворы с пластиковой дисперсией не оказывают отрицательного воздействия на Пенополистирол. Поэтому его можно использовать со всеми видами строительных растворов, штукатурок, бесшовных цементных полов (кроме горячего асфальта).Однако Пенополистирол необходимо защищать от прямого воздействия солнечных лучей. Полости, как, например, за обшивкой стен, где могут применятся материалы из Пенополистирола, должны быть защищены от проникновения туда мышей и других грызунов. Пенополистирол нельзя подвергать длительному воздействию температур выше 95°С. Он не должн соприкасаться с некоторыми видами растворителей. Пенополистирол может пострадать от битума на основе растворителя, от некоторых лаков, покрытий и их паров, олиф и продуктов, содержащих смолы (не от битума). Горячий битум часто используется в строительстве в качестве клея (крыши). Несмотря на то, что его температура может быть выше 100°С, на теплоизолязионныи материал он практически не оказывает никакого воздействия.

                    Доказательство стойкости

Материал предоставлен компанией БАСФ

Результаты одних только лабораторных исследований не дают окончательного ответа на вопрос об изменении состояния материала по прошествии времени на практике, в которой многие факторы, влияющие на материал, зачастую не установленные в ходе лабораторных опытов, действуют одновременно. Поэтому компания БАСФ в течение многих лет проводит попытки технических исследований в масштабе и условиях практического применения.
Подобные исследования проводятся и относительно применения стиропора в строительстве. В рамках строительной деятельности в БАСФ предметом наблюдений была первоначально теплоизоляция плоских крыш. Несмотря на большие нагрузки, состояние теплоизоляционного материала ни одной из крыш не вызвало нареканий: не было замечено ни разрушений, ни старения материала.
Результат экспертизы о состоянии теплоизоляционного материала плоской крыши после эксплуатации более 31 года.
Самое раннее применение Пенополистирола – использование его в качестве теплоизоляции плоской крыши одного из промышленных зданий акционерного общества БАСФ. Плиты были положены в 1955 году, и 20 июня 1986 года по указанию Промышленного союза по производству твердого пенопласта в Гейдельберге в присутствии компетентных специалистов были извлечены и исследованы.
Визуальный осмотр показал: швы между отдельными плитами теплоизоляции были плотно закрыты. Не было зафиксировано изменения объема материала вследствие усадки или испарения, также как и деформации под воздействием температуры. Состояние плит Пенополистирола после визуального осмотра можно было определить без ограничений как очень хорошее.
Несколько фрагментов теплоизоляционной плиты были отправлены в исследовательский институт теплозащиты в Мюнхене для исследования их теплопроводности содержания влаги.

                    Результаты:

  • Теплопроводность (измерения проводились в соответствии с ДИН 52 612) составила при кажущейся плотности 17,4кг/м3 0,0345W/(mk), тем самым соответствуя требованиям DIN 4108 “Теплозащита и надземное строительство”. При этом использованное численное значение составило 0,040 W/(mk) ( Доклад об испытаниях от 16.10.1986)
  • Содержание влаги в соответствии с объемом материала составило 0,02% при кажущейся плотности 20кг/м3.
    Прочие результаты исследований также доказывают, что плиты пенопласта из стиропора по прошествии 31 года сохранили все свои функции и соответствуют стандартам ДИН 18 164 ч.1 “Пенопласты как теплоизоляционный материал в строительном деле“.

                    Испытания институтов

Испытания официально признанных, авторитетных исследовательских институтов.

Практический опыт, полученный в процессе работы на БАСФ, был дополнен исследованиями и вычислениями на других строительных объектах, где плиты из твердого пенопласта стали использовать еще раньше. Исследовательские институты, которым была поручена эта работа, во всех случаях подтвердили, что даже по прошествии двух десятилетий плиты пенопласта из Пенополистирола по своим внешним характеристикам и свойствам материала продолжали соответствовать немецкому стандарту ДИН 18164, ч. 1. Во всех исследованных жилых и промышленных постройках процент влажности теплоизоляционного материала был ниже, чем допустимый на практике предел влажности (0,1%).
Особый интерес представляет обширное исследование института строительных технологий товарищества Фрауенхоф, занимавшегося наружным изоляционным материалом из стиропора. В их распоряжении находились рекомендательные списки изготовителей. Из этих списков исследовательским институтом было выбрано 96 зданий для оценки изменения состояния материала по прошествии времени.
Критериями выбора служили разница условий нагрузки на теплоизоляцию, обусловленная географическим положением, высотой расположения, типом здания и сроками эксплуатации. На время исследований (1974-76 г) наружные системы теплоизоляции (сроки эксплуатации некоторых из них составили 16 лет, в среднем материал использовался в течение – 3,4 лет) практически не обнаружили никаких повреждений. Из 93 исследованных зданий только в трех были найдены отклонения от нормы, но их нельзя было назвать систематическими, так как они все были связаны с ошибками, допущенными в процессе переработки материала. Во всех других случаях плиты пенопласта из стиропора были устойчивы и сохраняли все свои функции. Во взятых пробах материала был обнаружен очень маленький процент влажности – 0,05%.
Тем же институтом в 1983 году были проведены дальнейшие исследования на тех же строительных объектах с целью дополнить уже имеющиеся результаты новыми фактами и сделать выводы относительно старения материала наружной системы изоляции из Пенополистирола.
В этих исследованиях оценивалось влияние на теплоизоляционный материал и армированную искусственной смолой штукатурку 8 лет, прошедших с момента прежних исследований. В итоговом докладе исследовательского института установлено: “только в 20% проверенных зданиях были проведены ремонтные работы, причем во всех случаях практически без исключения ремонт был проведен по эстетическим соображениям. Учитывая сроки эксплуатации до ремонта (покраски) – 11 лет, следует исходить из того, что сроки сопоставимы со сроками при использовании минеральной штукатурки и покраски, в соответствии с указанным профессором Кюнцелем временем 10-25 лет)
“….Измерения влажности Пенополистирольных теплоизоляционных материалов показали некритическое значение макс. 0,06%.    Таким образом, установлено, что данная раньше оценка системам теплоизоляции из Пенополистирола и искусственных смол как практичных и проверенных средств с повышенными теплоизоляционными возможностями подтверждается и по прошествии еще восьми лет   …наиболее убедительно демонстрирует особые качества твердого пенопласта, такие как устойчивость, долговечность материала, невосприимчивость к влаге и микроорганизмам, а также биологическая нейтральность (не загрязнет грунтовые воды).”.

                    Фундаментное строительство

Опыт использования Пенополистирола  в фундаментной и наземном строительстве.

Уже с середины 60-х годов Пенополистирол используется в качестве теплоизоляционного материала для защиты от мороза фундаментов и трубопроводов, а также в строительстве городских и железных дорог. Подобные методы строительства используются в северных странах, в условиях суровых зим и сильного промерзания почв. Положительные результаты применения послужили основой для нового метода строительства, который был развит в Норвегии с 1972 года и теперь с успехом практикуется и в других странах.
Использование блоков Пенополистирола в качестве амортизирующего слоя при строительстве дорого и пандусов мостов в местностях с плохим грунтом. Прочность и долговечность блоков пенопласта, сложенных один на другой и образующих слой высотой в 8 метров хорошо распределяют вес на зыбкой почве. Такая “легковесная” дорожная насыпь предотвращает проваливание дорожных конструкций и появления участков с неодинаковой высотой, особенно в критических присоединения к низко посаженным строительным конструкциям. Предпосылками для принятия этого метода дорожного строительства во многих странах стал многолетний положительный опыт работы с Пенополистиролом, благодаря чему стало возможным говорить об устойчивости к фактору времени и о его свойствах, сохраняющихся на протяжении длительного времени.

 

Justin McCray Jersey