Пенополистирол — основные характеристики, область применения, достоинства и недостатки. Пенополистирол - характеристики и критерии выбора

Пенополистирол – строительный изоляционный материал, получаемый путем вспенивания полистирола.

Этот материал бывает разного цвета, но в основном его цвет белый. Основной состав это: полистирол с добавками — 2% и газа — 98%.

Общая информация о пенополистироле

Пенополистирол состоит из:

• основного компонента (полистирол);
• вспенивателя;
• красителя;
• пластификатора и других добавок.

Основным компонентом в большинстве случаев является полистирол. Может также использоваться:

• полидихлорстирол;
• полимонохлорстирол;
• сополимер с акрилонитрилом;
• сополимр с бутадиеном.

Вспениватели для изготовления пенополистирола используют следующие:

• пентан, C 5 H 12 ;
• петролейный эфир;
• дихлорметан CH 2 Cl 2 ;
• изопентан.

Основные характеристики пенополистирола, область применения, достоинства и недостатки

Пенополистирол является очень легким материалом, который имеет низкую теплопроводность и паропроницаемость. Благодаря такому составу (всего 2% сырья), он считается, по сравнению с аналогами, относительно дешевым материалом.

В основном пенополистирол предназначен для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и сооружений. Например, в Европе из всего произведенного пенополистирола 60% применяется в строительной отросли для утепления ограждающих конструкций.

Изготавливается пенополистирол в виде листов 1000х1000 мм; 1000х1200 мм; 2000х1000 мм; 2000х1200 мм.

Толщина листов 20, 30, 40, 50, 100 мм. Под индивидуальный заказ также могут изготавливаться изделия другой толщины.

Изготовление пенополистирола и его разновидности

Частицы полистирола бомбардируют чистым углеводородом (пентаном) и подогретым паром, вследствие чего происходит химическая реакция вспенивания и расширения. Таким образом, полистирол увеличивается в объеме в 40…50 раз, заполняя форму. Сам же полистирол, как сырье изготавливается из нефти.

Это интересно! Согласно нормативным документам при сравнении теплотехнических свойств пенополистирола и других строительных материалов, стенка из пенополистирола толщиной 10 см по теплопроводности эквивалентна стене из:

• железобетона толщиной 4,8 м;
• кирпича глиняного сплошного толщиной 1,75 м;
• кирпича глиняного пустотного толщиной 1,45 м;
• кирпича силикатного сплошного толщиной 1,9 м;
• керамзитобетона толщиной 0,5 м;
• дерева толщиной 0,35 м.

Бывают такие разновидности пенополистирола:

1. Прессовый пенополистирол (ПС)
2. Беспрессовый пенополистирол (ПСБ)
3. Экструзионный пенополистирол (ЭПС)
4. Автоклавный пенополистирол
5. Автоклавно-экструзионный пенополистирол

Разновидности пенополистирола отличаются друг от друга только разными добавками, такими как антипирены, пластификаторы, парообразователи и др. Применение тех или других добавок и их количество обуславливает существенные отличия в физико-механических свойствах.

Рассмотрим некоторые виды пенополистирола

Прессовый пенополистирол. Само слово «прессование» в названии пенополистирола говорит о методе его получения. Прессование выполняют для того, чтобы получить более плотный и прочный материал. Прессовый пенополистирол по теплоизоляционным свойствам практически не отличается от беспрессового.

Маркируется буквами ПС (например, ПС-1, ПС-4). Широкого распространение ПС не получил, так как технологический процесс производства более сложный чем у беспрессового (повышается стоимость, а эффект от этого незначительный).

Эта наиболее распространенная разновидность пенополистирола. Такой материал обладает целым рядом преимуществ и достоинств. Маркировка беспрессового пенополистирола обозначается — ПСБ . Стоимость бесперссового пенополистирола ниже по сравнению с ПС , так как технология его получения намного проще.

Согласно ГОСТ-15588-86 «Плиты пенополистирольные технические условия» пенополистирольные плиты делятся на следующие марки — 15, 25, 35, 50 .

В табл. 1 приведены данные основных характеристик, по которым определяется марка пенополистирольных плит. Хотелось обратить внимание, на один нюанс – в марке пенопласта фигурирует верхний предел плотности материала, а не фактическое значение плотности. Фактическое значение плотности пенопласта примерно составляет среднее значение предела указанного в табл. 1.

Основные характеристики пенополистирола в зависимости от его марки по плотности (ДСТУ Б.В.2.7.-8-94), смотри табл. 1.

Таблица 1

Характеристики беспрессового пенополистирола

Примечание: буква «С» в марке пенополистирола обозначает – самозатухающий, т.е. при изготовлении в материал добавляют антипирены, при помощи которых при отсутствии прямого воздействия огня материал затухает и перестает гореть (затухает и не поддерживает горение).

Где применяют пенополистирол?

В зависимости от плотности пенополистирола его используют:

ПСБ С-15 – применяется для утепления и звукоизоляции конструкций, которые не подвергаются механическим воздействиям. Также используют для утепление скатных крыш. Недопустимо использовать для утепления фасадов капитальных жилых зданий и для выполнения внутренней прослойки наружных стен.

ПСБ С-25 – применяется для утепления стен, полов, кровель зданий и сооружений (больше всего используется). Может используется как звукоизоляция.

ПСБ С-35 – применяется для изготовления сэндвич панелей, утепления полов и плоских крыш.

ПСБ С-50 – для изоляции складских промышленных холодильных помещений, для утепление фундаментов, подвалов, полов, крыш, особенно там, где есть повышенная влажность.

Экструзионный (экструдированный) пенополистирол (ЭППС)

Экструзионный пенополистирол (ЭППС или ХРS) – имеет по сравнении с другими очень мелкую структуру замкнутых пор и пустот диаметром – 0,1…0,2 мм. Получается материал методом экструзии – при высокой температуре расплавляется полистирол, затем добавляется вспениватель и под давлением выдавливается (экструдируется) в форму.

Такой пенополистирол обладает повышенной прочностью на сжатие при плотности всего лишь 25…45 кг/м 3 ; материал имеет низкую теплопроводность 0,029…0,034 Вт/(м·°C) и практически водонепроницаем (водопоглощение составляет 0,2…0,4%). За счет того, что экструзионный пенополистирол очень плотный, его паропроницаемость весьма низкая 0,013 Мг/(м·ч·Па) – в 4 раз ниже чем у пенополистирола марки ПСБ.

ЭППС обладает очень высокой степенью горючести – класс горючести Г3, Г4. Долговечность его составляет свыше 60…80 лет. Из-за его недостатков (высокая горючесть, низкая паропроницаемость) его применяют в основном для утепления подземных сооружений – утепления фундаментов, подвалов, цокольных помещений. Также утепляют фасады зданий.

Выпускают экструзионный пенополистирол следующих марок: ХРS 25, ХРS 30, ХРS 35 и ХРS 45 (цифра обозначает плотность материала в кг/м 3).

Преимущества пенополистирола

1. Долговечность – не гниет, в нем не образуются трещины, не является пищей для грызунов и насекомых. Через длительное время эксплуатации (10…50 лет) сохраняет все свои основные свойства.
2. Очень низкое водопоглощение (негигроскопичен) – 0,5…4% по объему. Влажность практически не влияет на теплопроводность плотного пенополистирола.
3. Легкий материал, прост в применении, не требует серьезных навыков при работе с ним.
4. Невысокая стоимость и хорошая окупаемость. При утеплении дома с помощью пенополистирола сразу ощущается эффект – значительно уменьшаются затраты на отопление и кондиционировании (примерно в 3…4 раза).

Недостатки пенополистирола

У пенополистирола существует целый ряд недостатков:

1. Ультрафиолетовые лучи приводят к диструкционным изменениям и старению материала с последующим его разрушением.
2. Разрушающее воздействие оказывают следующие вещества: ацетон, бензин, растворитель красок, керосин, скипидар, толуол.
3. Пенополистирол не является пищей для насекомых и грызунов, но они могут легко в нем прокладывать себе путь к еде. Поэтому требуется дополнительная защита этого материала.
4. Пенополистирол это пожаробезопасный материал. Обычный не сертифицированный пенополистирол является легко воспламеняющим материалом (температура возгорания 210…440°C) и при горении выделяет дым и токсичные вещества (фосген, бромводород), которые являются опасными для жизни и здоровья человека. Не сертифицированный (или не модифицированный) запрещено применять для утепления зданий. Для безопасной эксплуатации данного материала при его изготовлении применяют различные антипирены, которые обеспечивают самозатухание и пожаробезопасность изделия. Для уменьшения вероятности возгорания пузыри пенополистирола наполняют не воздухом, а углекислым газом. Согласно с ДБН В.1.1-7-2002 «Пожарная безопасность объектов строительства» такой сертифицированный пенополистирол относиться к группе горючести Г1.
5. В очень пористом пенополистироле (марки с низкой плотностью), водяной пар может проходить через материал и конденсироваться в нем, тем самым повышая его теплопроводность на 5…10%. А при отрицательных температурах образовавшийся конденсат замерзает и тем самим разрушает материал.

Конев Александр Анатольевич

В настоящее время существует две технологические схемы получения изделий из вспененного полистирола, что и определяет виды пенополистирола.

В первом случае изделия получают формованием из предварительно вспененных гранул полистирола, чаще всего это пенополистирол для упаковки. Второй способ позволяет получать так называемый «экструзионный» (экструдированный) пенополистирол.

В этом случае происходит нагрев гранул полистирола общего назначения специальных марок с последующим выдавливанием из экструдера с одновременной подачей вспенивающего агента. Чаще всего это полистирол общего назначения марки 585 производства Киришского завода полистиролов.

В качестве вспенивающего агента ранее использовались различные фреоны, но в последнее время эти озоноразрушающие агенты уступают место безфреоновым системам на основе СО2.

В данной статье подробно остановимся на методе получения изделий из вспененного полистирола методом формования.

Сырье для пенополистирола

Сырьем для производства формованных изделий (пенополистирольных блоков, плит, упаковки) служат гранулы представляющие собой продукт суспензионной полимеризации стирола в присутствии порообразователя (пентана, изопентана).

Пенополистирол может иметь антипиреновые добавки для негорючих марок (маркируются буквой F).

Марка сырья для пенополистирола определяется содержанием частиц с наиболее часто повторяющимся размером при рассеве, что в готовом изделии будет определять, наряду с прочими факторами, конечную плотность. Также в маркировке обычно оговорено наличие антипиренов (F). Чем больший процент гранул основной фракции (более 90%), тем стабильнее будет процесс переработки.

Основными критериями при выборе марки вспенивающегося полистирола являются:

• массовая доля частиц основной фракции и их размер;
• массовая доля пентана;
• кажущаяся плотность пенополистирола при однократном вспенивании;
• время выдержки предвспененного полистирола перед формованием (короткий цикл, длинный цикл);
• особые свойства — высокие физико-механические характеристики, негорючесть и пр.

Для получения качественных изделий необходимо провести входной контроль по определенным параметрам, чтобы убедиться, что в работу поступают гранулы в полном соответсивии с заявленными техническими характеристиками.В большинстве случаев производители гарантируют сохранение качества продукта в течение 3 - 6 месяцев в герметичной упаковке.

Для изготовления плит различной плотности используется одинаковое сырье - полистирольные гранулы. Но на один кубометр строительных блоков идет разное количество сырья: на ПСП-15 - до 15 кг, ПСП-25 - от 15 до 25 кг, ПСП-35 - от 25 до 35 килограммов. Сырье составляет львиную долю в себестоимости продукции - 70%.

Характеристики пенополистирола

Пенополистирол характеризуется низкой теплопроводностью (0,030-0,040Вт/моС) и плотностью (15-40кг/м3). При этом прочность пенополистирола позволяет применять его в качестве конструктивного элемента, способного нести значительные нагрузки в течение длительного времени. Марки с высокой плотностью позволяют крепить на пенополистирольные плиты различные конструкции. Прочность на сжатие при 10% линейной деформации составляет для различных марок 65-250кПа.

Пенополистирол не гигроскопичен, имеет чрезвычайно низкую паропроницаемость (в зависимости от плотности, в 40-70 раз ниже, чем у минерального волокна). Водопоглощение при погружении в воду на 7дней составляет 0,5-1,5% от объема.

Пенополистирол не стоек к некоторым органическим растворителям (ацетон, этилацетат, нефтяной толуол, уайт-спиритnи т.д.), средства для защиты древесины, каменноугольная смола и ее производные (креозолит.д.) могут привести к размягчению, усадке и даже растворению плит.

Участившиеся в последнее время случаи возгорания строящихся офисных зданий с утеплением плитами из пенополистирола вызваны использованием горючих марок полистирола, хотя строительный рынок предлагает огромное количество материалов с требуемыми свойствами.

2. Переработка вспенивающегося полистирола

Изготовление пенопласта из вспенивающегося полистирола происходит в три стадии:

1. Предварительное вспенивание.
2. Промежуточная выдержка (созревание).
3. Окончательное вспенивание с формованием.

На каждом этапе необходим по определенным параметрам.При предвспенивании гранулы расширяются под воздействием насыщенного пара. Нагрев гранул происходит при температуре 80 – 110ᵒС. В зависимости от давления пара и времени обработки плотность полистирола снижается с 630 кг/м. куб. до 15-30 кг/м. куб. Плотность предварительного вспенивания определяется конечной плотностью готового изделия.

Чаще всего для строительных блоков гранулы могут повторно вспениваться после промежуточного вызревания в течение 4-6 часов, для получения в готовом изделии малой плотности. Двойное вспенивание применяют для достижения низкой объемной плотности — 15кг/м. куб. и ниже. При первичном предвспенивании получают объемную плотность в 1,5 раза ниже желаемой итоговой плотности в готовом изделии. Содержащийся в исходных гранулах пентан раздувает их до 50-тикратного объема по сравнению с первоначальным, что приводит к образованию пенопластовых гранул с замкнутыми ячейками.Размер гранул после предвспенивания 3,6-6 мм.

Промежуточная выдержка в силосах, во время которой пентан и водяной пар конденсируются в ячейках, создавая разрежение, способствует диффузии воздуха в ячейки. Одновременно происходит твердение полистирола. Время выдержки, как правило, от 6 до 24 часов, в зависимости от марки полистирола и температуры окружающего воздуха..

Гранулы сушатся (после вспенивания остаточная влажность до 5%), из них выходит избыточный пентан, стабилизируются в хорошо проветриваемых силосах. Сушка проводится в теплых помещениях без сквозняков, иначе гранулы могут «схлопнуться». Ведь тонкие стенки ячеек только что вспененного материала особенно чувствительны к дополнительному давлению среды и перепадам температур. Поэтому предварительно вспененный полистирол непосредственно после вспенивания подвергается стабилизации.

По этой же причине необходимо избегать механических повреждений гранул при транспортировке из предвспенивателя в силосы. Рекомендуемая линейная скорость подачи материала не более 8м/с.

Поэтому наилучшим образом себя зарекомендовала пневматическая подача с контролируемой скоростью. Трубопроводы должны быть без резких изгибов для исключения травмирования гранул.

Затем предвспененные гранулы засыпаются в вакуумформы, где при обработке перекрестным паром, под воздействием парового удара под вакуумом они размягчаются и расширяются, и методом прессования свариваются друг с другом. Это тепловой, но не химический процесс. Готовый продукт охлаждается водой и извлекается из формы.

Таким образом получается формованный пенопласт с высоким содержанием воздуха, заключенного в огромном количестве замкнутых ячеек, что является причиной высокой и стабильной теплоизоляции. Остаточный пентан продолжает выходить из ячеек ещё минимум сутки. Во время вылежки гранулы упрочняются, так как в разогретом полистироле продолжают протекать процессы полимеризации.

Потери пентана при производстве пенополистирола

• 25% — предвспенивание;
• 15% — выдержка;
• 20% — формовка;
• 40% — остается в детали. Это количество сокращается на ≈25% в течение первых суток хранения.

При предвспенивании на 15-25 кг/м. куб потеря пентана до 2% в течение 24 часов после предвспенивания.

Объемную плотность пенопласта можно задавать параметрами предвспенивания и формования. Из одной и той же марки полистирола можно получать пенополистирол различной плотности. Готовые пенопластовые блоки обрабатываются фрезами, пилами, раскаленной проволокой.

3. Меры безопасности при производстве пенополистирола

Производство пенополистирола относится к пожаровзрывоопасным производствам и требует определенных мер безопасности. Пентан, активно выделяющийся при предвспенивании и вылежке полистирола в силосах, тяжелее воздуха и скапливается на уровне пола производственных помещений. Поэтому необходимо предусмотреть искробезопасное исполнение оборудования и трубопроводов, а также датчики, отслеживающие безопасный уровень пентана.

Места скопления пентана — склад сырья, выдержка и место хранения готовой продукции.

Итак, меры безопасности:

1. Необходимо предусмотреть минимум 2 пути эвакуации.
2. Области хранения гранул и готовой продукции должны быть отделены противопожарными стенами.
3. Оптимальная температура в силосной 24 ᵒС.
4. Силосная по объему должна быть в 2-2,5 раза больше ежесуточной нормы производства.
5. Хранить материал при температуре не ниже 20 ᵒС и относительной влажности воздуха не менее 70%.
6. Стены и полы должны быть выполнены из противопожарных материалов, а все перерабатывающее оборудование – в искробезопасном исполнении.
7. Проходы – не менее 1,2 м.
8. Датчики пламени и дыма и автоматическая система пожаротушения.

Известны случаи, когда производства по производству пенополистирола сгорали за 12 секунд. По этой причине переработку вспенивающегося полистирола размещают в отдельностоящих зданиях.

Ирина Химич

Вспененный полистирол сегодня активно используются в быту и строительстве. Это могут быть корпуса бытовой техники, а также посуда и утеплительные материалы. Пенополистирол считается одним из самых распространенных материалов для проведения утеплительных работ. В этой статье мы поговорим о его производстве, характеристиках и применении.

Безопасность материала

С химической точки зрения данный материал представляет собой газонаполненную структуру. Производство пенополистирола налажено уже более 50 лет, за это время технология претерпела значительные изменения. В качестве сырья при изготовлении данного теплоизолятора выступают полистирольные гранулы, которые являются продуктами нефтепереработки. Вспененный полистирол представляет собой природный материал и одновременно результат химической промышленности. Сегодня содержание стирола в материале не превышает норму в 0,002 миллиграмма на метр кубический. Помимо прочего хлорсодержащие антипирены заменены на наиболее безопасные элементы.

Особенности производства

Вспененный полистирол изготавливается методом расширения и последующего спекания гранул полистирола. В процессе производства гранулы наполняются пентаном, который выступает в качестве безвредного конденсата природного газа. Гранулы проходят этап подогрева под воздействием пара. Это приводит к тому, что шарики полистирола увеличиваются в размерах в 50 раз. Внутреннее пространство каждого такого шарика наполняется воздухом, что позволяет ему обрести качество упругости. После данные ячейки склеиваются под воздействием пара. Таким образом получается однородный, легкий устойчивый к сжатию материал, который способен сохранять свои первоначальные размеры.

Характеристики воздуха присущи полистиролу

Вспененный полистирол в процессе производства становится материалом, который состоит на 98 процентов из воздуха. Большинство качественных характеристик обусловлены его природой. Никакой другой газ для ячеек при производстве не используется. Для того чтобы удержать гранулы, не применяются химические связующие по типу фенола, формальдегида или акриловых смол, используется исключительно механическая сила.

Область использования вспененного полистирола

На основании ГОСТа материал применяется для проведения ремонтных работ при необходимости обустройства среднего слоя несущих наружных стен. Этот вид утеплителя используется при монтаже вентилируемых фасадов и чердачных перекрытий. Сегодня его достаточно активно применяют при обустройстве плоских кровельных систем, которые опираются на негорючие основания. Подложка из вспененного полистирола встречается наиболее часто, кроме того, эти полотна используются в системах водяного и электрического типа. Незаменим этот материал при утеплении и обустройстве подвальных помещений, изоляции цоколя и фундамента, которые находятся в зоне периодического или постоянного воздействия подземных вод. Экструзионный вспененный полистирол считается универсальным утеплителем, который применяется для повышения теплотехнических характеристик почти всех элементов постройки любого назначения.

Эксплуатационные и технические преимущества пенополистирола

Этот материал значительно отличается от минеральной ваты, а также материалов волокнистого типа своей жесткостью и прочностью. Он способен претерпевать довольно внушительные нагрузки, качественные характеристики материала при этом не изменяются. Полотно не просаживается, кроме того, теплоизолятор имеет максимальные теплотехнические показатели, которые обоснованы его структурой. Благодаря тому, что данный утеплитель обладает уникальными изоляционными характеристиками, с его помощью можно сократить расходы на отопительные ресурсы на 30 процентов.

Плиты из вспененного полистирола не впитывают влагу. По этой причине их довольно часто используют для обустройства подземных конструкций, которые постоянно подвергаются воздействию влаги. Ввиду того что пластиковые ячейки закрыты и изолированы друг от друга, в них не способна проникнуть вода. Материал можно использовать при широком диапазоне температур. Он почти не обладает температурными ограничениями, именно поэтому его можно применять для подсобных и жилых зданий, которые эксплуатируются при любых условиях.

Длительность срока жизнедеятельности

Использование теплоизоляционных плит из вспененного полистирола сегодня крайне распространено в области проведения утеплительных работ внешних стен. Это происходит по той причине, что они отлично противостоят морозам. При этом структура плит совершенно не нарушается, они могут претерпевать до 120 циклов периодического замораживания и оттаивания. К тому же гранулы вспененного полистирола не изменяют своих линейных размеров, а сам материал может прослужить в течение 60 лет, не требуя при этом замены или ремонта.

Помимо своих основных характеристик пенополистирол способствует повышению характеристик звукоизоляции. Полотна этого материала отличаются еще и тем, что они остаются инертны к воздействию ряда агрессивных химических веществ по типу солевых растворов, кислот, спиртов и красителей. При этом структура материала не будет повреждена, как и при воздействии хлорной извести, газобетона, а также краски и штукатурки. Материал совершенно инертен и не подвергается биологическому воздействию, а также гниению. Производство вспененного полистирола обеспечивает получение плит, которые можно использовать практически во всех условиях.

Технологические достоинства

Описываемый материал сочетает в себе прочность и отсутствие хрупкости, кроме того, он обладает незначительным весом, что обеспечивает преимущества при проведении его установки. Пенополистирол достаточно легко поддается обработке, для этого достаточно будет использовать ручную пилу или обычный нож. Рабочей поверхностью таких инструментов без труда можно будет пилить его.

Достаточно часто при проведении строительных работ учитывается вес материала, так как он может оказать дополнительную нагрузку на фундамент постройки. Легкие плиты пенополистирола не обладают этим недостатком. Это не только упрощает проведение работ, но и не предполагает осуществления укрепления и усиления основания, если работы ведутся в области фасада. При строительстве не нужно будет думать о том, чтобы сооружать мощное фундаментное основание. Если использовать плиты в тандеме со слоем штукатурки, то они незначительно увеличат внешний периметр здания, что указывает на то, что не придется производить работы по расширению кровельной системы. Ведь это очень трудоемко и затратно.

Натуральность

Производить работы пенополистиролом можно, не используя специальных защитных средств. Это обусловлено тем, что материал не вызывает раздражения, покраснение на коже, аллергических или любых других болезненных реакций. Не будет у мастера и экземы, а также поражения дыхательных путей и глаз.

Недостатки материала

Как у всего остального, у вспененного полистирола есть свои минусы, один из которых выражен в том, что с его помощью нельзя утеплять конструкции, возведенные из дерева. Это указывает на то, что материал запрещено использовать при утеплении стен из бруса или бревна. Это обусловлено обстоятельством, которое заключается в том, что пенополистирол будет мешать естественному воздухообмену. Если использовать такой материал в тандеме с древесиной, то последняя со временем покроется конденсатом и станет гнить, что непременно приведет к началу процессов разрушения, а также развития вредоносных бактерий. Такие явления со временем непременно станут уничтожать древесину, которая выйдет из строя раньше отведенного ей времени.

Еще одна отрицательная особенность пенополистирола заключается в том, что с его помощью нельзя обустраивать кровельные системы, которые имеют стропила, выполненные из дерева.

Необходимость защиты от солнца

Нельзя использовать пенополистирол в том случае, если его поверхность может подвергаться воздействию прямых солнечных лучей. Чем это обусловлено? Материал под воздействием ультрафиолета и рентгеновского излучения, а также значительной температуры может разрушаться. Если вы используете пенополистирол в качестве внешнего утеплительного слоя для стен, то его обязательно нужно будет защитить штукатуркой, которая наносится на специальную армирующую сетку. Это, конечно, увеличивает стоимость проведения работ. Поверх утеплительного материала можно будет нанести обычную краску. Такая технология не позволит получить интересного решения для фасада, но зато будет являться выгодным и эффективным подходом к проведению утепления и ремонтных работ.

Этот материал не может быть использован и при обустройстве системы утепления колодезного типа. Допустимо крепить любой вид утеплителя после слоя пароизоляции. Это указывает на то, что для начала нужно будет зафиксировать пароизоляцию и только после переходить к креплению слоя утеплителя.

В заключение

Описываемый материал используется сегодня во множестве областей, среди которых можно выделить производственную и бытовую сферу. Изготавливаются из него и лотки, из вспененного полистирола производится одноразовая посуда и некоторые части оборудования. Ввиду этого данный материал обрел наибольшую популярность среди всех остальных, ведь ко всему прочему он является еще и безопасным для здоровья человека и животных.

Разберем что это такое — вспененный полистирол и какие плюсы и минусы его использования. Методы, способы и технологии переработки гранул при изготовлении вспененного полистирола многообразны и зависят от вида и назначения конечного продукта.

Начинается все с твёрдого и бесцветного вещества, полученного путём полимеризации стирола, называется полистиролом. Выпускается в виде цилиндрических прозрачных гранул. Заполняются гранулы стирола природным газом, для увеличения противопожарных свойств применяется углекислый газ. Возможно вспенивание в вакууме, без применения газов.

Особое место в ряду утеплителей на основе полистирола занимает пенополистирол. Получение вспененного или вспученного полистирола происходит по примерной схеме:

• заполнение гранул стирола газом;
• нагрев паром;
• увеличение объёма гранул в 30-50 раз;
• полное заполнение формы;
• спекание гранул между собой.

В составе вспененного полистирола нередко присутствуют антипирены, пластификаторы, наполнители, красители.

Плюсы

Основная сфера применения вспененного полистирола – строительство. Он лёгкий и удобный в работе, значительно удешевляет и ускоряет строительные работы. Находит применение на всех этапах строительных работ:

• утепление фундаментов;
• возведение монолитных стен с несъёмной опалубкой;
• изготовление и устройство шумоизолирующих стеновых панелей;
• утепление стен, полов, потолков и чердачных перекрытий;
• изготовление декоративных облицовочных панелей и элементов.

До недавнего времени ограниченное применение плит и панелей из вспененного полистирола было вызвано возможностью его возгорания. На сегодняшний день ГОСТ 15588-2014 обязывает производителей применять противопожарные пропитки и добавки в изделия.

Обработанные специальными антипиреновыми составами, строительные материалы из вспененного полистирола сегодня в применении не опаснее обоев.

Отдельно о токсичности

Учёные многих стран, исследовавшие исходную составляющую — стирол, дали заключение об отсутствии оснований для классификации материала как мутагенного, канцерогенного или обладающего репродуктивной токсичностью.

Стирол представляет собой бесцветную жидкость, нерастворимую в воде, но легко растворяющую другие полимеры. Вдыхание его паров опасно для здоровья человека.

В то же время он содержится в кофе, сырах, корице и даже клубнике. Иными словами, небольшая концентрация стирола в изделиях не может повлиять на самочувствие человека, а применение вспененного полистирола как строительного материала абсолютно безопасно.

О грызунах и насекомых

Как питательная среда для грызунов и других организмов состоящий из углеводородов вспененный полистирол не представляет никакого интереса, но жить в нём насекомые, грызуны и птицы могут.

Поэтому необходимо предусмотреть при использовании утеплителя такую возможность и исключить проникновение, либо обработать специальными составами.

Недостатки

1. Верхний эксплуатационный предел вспененного полистирола составляет +60 градусов, при превышении предела он размягчается и теряет свои механические свойства.
2. Возможна разрушение структуры от взаимодействия с красками на основе ацетона и некоторых видов растворителей, недопустимы в лакокрасочных покрытиях и хлорированные углеводороды.
3. Не является хрупким материалом, всё же при его использовании нужно воздержаться от излишнего механического воздействия.

Эти недостатки не критичны, в основном вспененный полистирол является перспективным материалом, с большим будущим.

Теплоизолятор пенополистирол на 98% состоит из воздуха, находящегося в тонкостенных клетках вспененного полистирола. Подобная структура обеспечивает утеплительному материалу его отличные технические свойства и возможность применения в разных сферах бытового и промышленного строительства.

Особенности производства и виды пенополистирола

Чаще всего для изготовления пенополистирола используют полистирол, хотя исходным сырьем могут выступать также полихлоридстирол, бутадиен, полимонохлоридстирол и акрилонитрил. Путем вспенивания внутрь материала попадает газ, обеспечивающий полистиролу легкость и другие полезные свойства. Для вспенивания чаще всего используют такие углеводороды, как пентан, дихлорметан и петролейный эфир.

Для производства стандартных утеплительных материалов используют воздух, которым заполняются полости в полистироле. Для изготовления утеплителей, характеризующихся стойкостью к высоким температурам и горению, применяют углекислый газ. Для создания пенополистирола могут использоваться и различные дополнительные материалы, к примеру, антипирены, пластификаторы и красители.

Сам процесс изготовления теплоизолятора начинается с наполнения газом гранул стирола и растворения смеси в полимерной массе. Далее будущий материал нагревают паром низкокипящей жидкости, вследствие чего гранулы стирола увеличиваются в размере, заполняют все окружающее их пространство и спекаются в единое изделие. После этого остается только нарезать полученный материал на плиты нужного размера и их можно использовать в строительстве.

Пенополистирол иногда путают с пенопластом, но эти материалы совсем не одно и то же. В отличие от пенопласта, пенополистирол получают в результате экструзии – процедуры плавления гранул полистирола и их связывания на уровне молекул. В процессе изготовления пенопласта гранулы полистирола соединяются в процессе обработки сухим паром.

В зависимости от способа изготовления выделяют три вида пенополистирола, каждый из которых имеет свои уникальные свойства. Три методики изготовления утеплителя:

1. 1. Беспрессовое производство. В составе такого пенополистирола множество пор и гранул разного размера (5-10 мм). Такой утеплитель отличается высокими характеристиками влагопоглощения. На рынке представлен ПБС разных марок: С-15, С-25 и т. д. Цифра в маркировке означает плотность материала.
2. 2. Прессовое производство. При изготовлении под прессом получается материал с герметично закупоренными порами, которые обеспечивают ему хорошие теплоизоляционные качества, высокую плотность и прочность. Маркируется буквами ПС.
3. 3. Экструдирование. Экструдированный пенополистирол (ЭППС) имеет схожую структуру с прессованными материалами, однако отличается порами существенно меньшего размера (не более 0,2 мм). Это наиболее часто используемый в строительстве утеплитель, который бывает разной плотности. Плотность указывают на упаковке (ЭППС 25, ЭППС 30 и т. д.).

Существует также автоклавный и автоклавно-экстрезионный утеплитель. Они встречаются только за рубежом и редко используются в строительстве из-за очень дорогостоящего производства.

Основные характеристики пенополистирола

Свойства пенополистирола, его плотность и другие технические характеристики напрямую зависят от технологии производства. Для определения эксплуатационных качеств материала нужно обращать внимание на следующие параметры.

Одним из достоинств является экологическая чистота

Теплопроводность. Характеристика, сделавшая пенополистирол очень популярным утеплителем. Благодаря пузырькам газа в структуре он позволяет сохранять температурный режим внутри помещений. Коэффициент теплопроводности у материала составляет от 0,028 до 0,034 ватта на метр на Кельвин. Чем больше плотность утеплителя, тем будет выше и показатель теплопроводности.

Паропроницаемость. Показатель паропроницаемости у разных марок утеплителя колеблется в пределах от 0,019 до 0,015 мг/(м·ч·Па). Паропроницаемость не нулевая, так как листы утеплителя нарезают, а значит, воздух может попадать в его структуру через эти разрезы.

Влагопроницаемость. Пенополистирол практически не пропускает влагу. При погружении ЭППС в воду он вбирает в себя около 0,4% влаги, тогда как ПБС может впитывать до 4% воды. Материал отличается устойчивостью к воздействию среды повышенной влажности и не повреждается.

Прочность. Пенополистирол отличается крепкой связью между отдельными молекулами, прочность изгиба у него составляет от 0,4 до 1 кг/см 2 .

Химическая стойкость. Утеплитель не вступает в реакцию с минеральными удобрениями, цементом, мылом, содой и другими химическими веществами. Повредить его могут только мощные растворители, к примеру, ацетон или скипидар.

Стойкость к солнечному свету. Ультрафиолетовые лучи оказывают крайне неблагоприятное воздействие на пенополистирол, они снижают его прочность и упругость, а со временем полностью разрушают его структуру.

Звукопоглощение. Утеплитель может гасить только ударный шум и лишь в случае прокладки толстым слоем. Волновые шумы полистирол не гасит.

Биологическая устойчивость. Утеплитель непригоден для размножения грибка и плесени, но может легко повреждаться насекомыми и грызунами.

Экологическая чистота. Не оказывает негативного воздействия на окружающую среду только в том случае, если защищен от вредных влияний. На открытом воздухе и при горении выделяет много вредных веществ для человека, включая метанол, бензол и толуол.

Стойкость к горению. Утеплитель является высокогорючим материалом и при горении выделяет едкий дым, потому требует качественной защиты.

Долговечность. Правильная установка и использование материала обеспечивает его долгую службу – от 30 лет и более.

Чтобы обеспечить долговечность и безопасность эксплуатации утеплителя, его нужно качественно защитить облицовкой от любых неблагоприятных воздействий.

Достоинства и недостатки теплоизолятора

Пенополистирол, как и другие материалы, имеет положительные и отрицательные особенности, которые следует учитывать перед его приобретением и применением. Все эти особенности теплоизолятора напрямую зависят от его структуры и используемых при производстве технических средств. Важнейшим его положительным качеством является низкая теплопроводность. С его помощью можно надежно и эффективно утеплить практически любое строение своими руками.

Популярность объясняется его стойкостью к высоким и низким температурам

Положительно на возможностях использования утеплителя влияет и его малый вес. Легкие плиты теплоизолятора легко транспортировать и устанавливать, при этом они не создают большой нагрузки на строительные конструкции объекта. Материал не пропускает и не впитывает воду, а потому утеплитель не только обеспечивает зданию сохранение внутреннего микроклимата, но еще и защищает стены дома от неблагоприятного воздействия влаги.

Широкое применение теплоизолятора во многом объясняется его стойкостью к высоким и низким температурам, он легко выдерживает нагрев до 80 градусов и не повреждается даже сильными морозами. Размягчаться и портиться материал начинает только при длительном воздействии температуры выше 90 градусов. Собственники ценят материал за его низкую стоимость. Он намного дешевле большинства других теплоизоляторов на современном рынке.

Пенополистирол повышает энергоэффективность утепленного дома. Сразу после монтажа утеплителя затраты на отопление и кондиционирование здания могут снизиться в несколько раз.

На этом достоинства теплоизолятора завершаются и начинаются недостатки, главным из которых является его экологическая небезопасность. Материал хорошо горит при температуре от 210 градусов (некоторые марки выдерживают температуру до 440 градусов). При горении в воздух выделяются очень опасные вещества, способные навредить как жильцам утепленного дома, так и окружающей среде в целом.

Пенополистирол не отличается стойкостью к воздействию солнца и многих химических веществ, быстро повреждается и теряет свои полезные технические характеристики. Мягкость и теплота материала нравится не только людям, но и вредителям, которые могут достаточно легко сделать в утеплителе норы и ходы. Защититься от грызунов и насекомых можно только за счет использования специальных составов, которые увеличивают стоимость монтажа и эксплуатации теплоизолятора.

Из-за низкой плотности в утеплитель может попадать пар и конденсироваться в структуре. При снижении температуры до нуля и ниже, конденсат может замерзнуть и повредить структуру теплоизолятора, вследствие чего снизится теплоизоляция всего дома.

В целом, пенополистерол позволяет обеспечить дому качественную теплоизоляцию, но ему самому требуется постоянная защита от многих неблагоприятных воздействий. Если о такой защите не позаботиться заранее, утеплитель быстро потеряет свои положительные качества и может стать причиной многих проблем для собственников.