Плотность пенопласта как показатель теплоизоляционных свойств

Плотность пенопласта как показатель теплоизоляционных свойств

Пенопласт считается особенно эффективным строительным материалом, применяемым для утепления построек изнутри и снаружи. Основанием для широкого распространения в строительном деле вспененного ППС (или полистирола) являются плотность пенопласта и его превосходные тепло- и звукоизоляционные свойства материала. Множество марок материала открывают большие возможности по подбору наиболее подходящего варианта.

• Определение и свойства
• Структура и состав готового материала
• Схема применения различных марок
  • Использование пенопласта ПСБ-С-15
  • Для чего подходит ПCБ-C-25
  • Применение пенопласта ПСБ-С-35

Структура и сферы применения

Свои характеристики пенопласт приобретает благодаря особому строению. Это гранулированный материал, в основе которого полистирол. Он содержит до 98% воздуха, тогда как объем плотной структуры не превышает 2%. Применение сухого пара с целью обработки гранул обеспечивает основные свойства: низкую плотность пенопласта и малый вес.

Листы формуются после тщательной просушки основного материала. Такая технология производства придает и другие качества пенопласту: невысокий коэффициент теплопроводности, что делает его популярным утеплителем; низкая степень прочности листа. Последний из факторов может повлиять на срок службы изделия. Применяют утеплитель данного вида в разных областях: строительная отрасль; пищевая промышленность (упаковка), радиоэлектроника, судостроение.

Виды материала и их различие и особенности

Как мы уже сказали, пенопласт различается по методу изготовления. Условно его можно разделить на три вида.

Первый вид – полиуретановый пенопласт (ППУ). Наиболее распространенным примером такого пенопласта можно назвать обычный поролон. Данный вид материала весьма эластичен и характеризуется наличием открытых пор, благодаря чему отлично пропускает воздух и водяные пары. Именно потому его используют в мебельном производстве и строительной сфере, изготавливая монтажную пену. К недостаткам такого пенопласта стоит отнести то, что он недолговечен и при долгом воздействии солнечных лучей материал желтеет и потихоньку разрушается. Также стоит отметить, что, несмотря на то, что такой пенопласт может быть самозатухающим, его дым весьма токсичен и опасен.

Второй вид – полиэтиленовый пенопласт (ППЭ). Данный вид пенопласта довольно эластичен. Скорее всего, вы неоднократно встречали его в магазинах – полиэтиленовый пенопласт часто применяется для оборачивания хрупких предметов при переезде. Материал выпускают в виде листов разного размера. К преимуществам материала можно отнести его долговечность и экологичность из-за отсутствия в составе токсических веществ.

Третий вид – поливинилхлоридный пенопласт (ПВХ). Отличается эластичностью, в материале нет токсических веществ. Правда, стоит сразу отметить, что ПВХ может гореть только будучи окруженным огнем – сам он не воспламенится. Но если так произошло, материал начнет выделять хлористый водород, который при соединении с жидкостью приводит к образованию соляной кислоты. Из-за этого дым от ПВХ может быть очень опасным.

Мы рассказали вам про наиболее известные виды материала, использующиеся в бытовом строительстве. Надеемся, наша информация поможет вам подобрать наиболее подходящий для типа проводимых работ пенопласт.

Свойства пенопласта

Теплопроводность

При строительстве зданий и сооружений применение пенопласта трудно переоценить. Ведь теплопроводность этого материала намного меньше, чем того же керамзита или дерева. Поэтому неудивительно, что его очень часто используют в качестве изоляционного материала.

Например, если сравнивать такое свойство, как теплопроводность, то кирпичная кладка будет значительно проигрывать пенопласту. Потому что 14 см пенопласта по теплопроводности будет равна 245 см кладки из кирпича. Неплохой результат, не правда ли? Таким образом, данный материал не только гарантированно сохранит тепло в доме, но и значительно сэкономит расходы на отопление и обогрев помещений.

Звукоизоляция

Кроме того, за счет пористой структуры плит пенопласт очень хорошо справляется с изоляцией от разных шумов. Но для улучшения свойств подавления шума нужно учитывать, чем толще плиты пенопласта, тем будет лучше эффект.

Экологичность и устойчивость к химическим воздействиям

Неоспоримым достоинством пенопласта будет также и то, что этот материал очень устойчив к различным вредным химическим воздействиям. При использовании пенопласта можно не опасаться развития различного вида плесени, в том числе грибков. А его противопожарные и влагостойкие свойства уже давно заслужили ему большую популярность.

Долговечность

При всем этом материал считается очень долговечным. Если его использовать при строительстве дома или загородного участка, то сроки его эксплуатации достигают от 20 до 50 лет. В зависимости от вида пенопласта, он даже способен выдерживать некоторые механические нагрузки, при этом, практически, не подвергаясь деформации.

Простота укладки

С точки зрения его применения, то даже очень большие плиты достаточно легки. Поэтому технология укладки пенопласта проста, удобна и не отнимает много времени и сил.

Свойства изделий из пенопластов

Современная индустрия производит эластичные (мягкие) и жесткие (интегральные) пенопласты, имеющие ячейки размером 0,02—2 мм, максимум до 5 мм. Эти материалы обладают очень высокими теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами и очень низкой кажущейся плотностью (от 0,02 до 0,5 г/см2). Другие характеристики пенопластов, такие как механические и электрические свойства, газопроницаемость, водо- и химическая стойкость и т.п. зависят от химического состава и рецептуры изначальной полимерной системы и от метода производства и структуры изделия.

Детали из пенопласта, как правило, не нуждаются в дальнейшей постобработке. То есть количество отходов при производстве и эксплуатации таких изделий низкое. Этот факт вкупе с уже озвученными преимуществами делает пенопласт очень привлекательной для изготовителей изделий из пластиков.

Пенопласт. Виды и применение. Свойства и особенности. Как выбрать

Пенопласт – это газонаполненный ячеистый утеплитель, полученный в результате вспенивания полимерного сырья. Материал отличается плавучестью, легкостью и простотой обработки. Он не подвержен гниению, поражению плесенью, грибками.

Виды пенопласта в зависимости от материала производства

Получение пенопласта возможно из различных материалов. Вне зависимости от его происхождения, утеплитель практически полностью состоит из воздуха.

Налажено промышленное производство пенопласта из нескольких видов сырья:

• Полистирол.
• Полиэтилен.
• Поливинилхлорид.
• Полиуретан.

Полистирольный пенопласт отличается достаточно высокой плотностью. Он состоит из скрепленных между собой шариков одинакового диаметра. Его часто используют для производства упаковки бытовой техники, а также утеплителя для сооружений и коммуникаций. Его укладывают для снижения теплопотерь стен, потолков и полов. Под пенопластом обычно подразумевается именно данный материал, полученный путем вспенивания полистирола.

Гораздо реже встречаются пенопласты из полиэтилена, поливинилхлорида и полиуретана. Изделия из полиэтилена имеют мягкую поверхность. Такой материал используется в качестве упаковки для пищевых продуктов, в частности печенья, зефира и других продовольственных товаров, которые могут потерять товарный вид при транспортировке. Пенопласт из ПВХ – это утеплитель для инженерных коммуникаций, а также потолков и крыш в непосредственной близости к электропроводке. Он не горит и плохо плавится, поэтому стоит на порядок дороже. Пенопласты из полиуретана самые эластичные. После сдавливания они возвращаются в первоначальную форму, поэтому используются в качестве мягкого наполнителя для производства мебели.

Где применяется пенопласт

Благодаря дешевизне, материал имеет очень широкое распространение. Его используют при строительстве и изготовлении:

• Морских и речных судов.
• Спасательных жилетов и нагрудников.
• Плавающих рыболовных снастей.
• Медицинской тары.
• Демпферной упаковки для транспортировки бытовой техники.
• Моделей для литья металлов.

Для применения в перечисленных направлениях пенопластовые изделия производятся в необходимой форме, поэтому имеют узкоспециализированное назначение. К примеру, изделия для упаковки бытовой техники делаются по габаритам определенной модели стиральной машины, холодильника и т.д. После использования по назначению они непригодны к повторному применению. Такая упаковка может быть направлена на переработку.

Наиболее распространенным вариантом использования пенопласта является изготовление утеплительных плит. Они делаются различного размера и толщины. Сечение листов обычно составляет от 1 до 10 см. Габариты плит для утепления редко превышают размер 1х1 м.

Свойства материала

Благодаря пористой структуре и материалу изготовления, пенопласт обладает рядом ценных качеств:

• Эффективная теплоизоляция.
• Срок службы не менее 50 лет.
• Устойчивость к возгоранию.
• Малая масса.

Поскольку материал почти на 98% состоит из пузырьков воздуха, он препятствует теплообмену. Его используют в качестве теплоизолятора для утепления жилых и нежилых зданий, инженерных коммуникаций, автотранспорта. Все виды пенопласта совместимы с подавляющим большинством стройматериалов. В частности плиты для утепления можно штукатурить, шпаклевать и красить. Существуют минимальные ограничения по сочетанию с другими материалами. К примеру, полистирольные плиты растворяются в ацетоне.

Очень важным показателем эффективности применения пенопласта является его долговечность. Срок его службы до момента распада составляет не менее 50 лет. Продолжительная эксплуатация возможна только при полной защите изделий от проникновения солнечных лучей. При этом для пенопласта не важен температурный режим. Он может постоянно находиться как в холоде, так и жаре. При этом изделия не терпят механического воздействия. Они могут быть повреждены птицами или грызунами.

В состав пенопластов входят антипирены, что наделяет их пожароустойчивостью. Добавки препятствуют возгоранию при воздействии открытого огня. Однако при воздействии пламени все виды пенопласта, кроме поливинилхлоридного, начинают плавиться, теряют форму и в дальнейшем нуждаются в замене.

Важное достоинство пенопласта в малой массе. Материал практически ничего не весит. Это позволяет его использовать для утепления старых ветхих сооружений, фундамент в которых не рассчитан на дополнительные нагрузки. Также пенопласт применяют в качестве наполнителя при строительстве судов. Поскольку плотность материала меньше плотности воды, то он имеет высокую плавучесть. Даже небольшой отрезок утеплителя способен удерживать на воде взрослого человека. Профессиональные спасательные жилеты и нагрудники заполнены именно пенопластом.

Несмотря на пористую структуру, утеплительный слой из пенопласта не является эффективным звукоизолятором. В связи с этим его применение с целью подавления проникновения шумов нецелесообразно. В этом плане пенопластовые плиты уступают минеральной и базальтовой вате.

Неоспоримым преимуществом пенопласта является удобство его монтажа. Для работы с материалом не требуется наличие специализированного инструмента. Его резка выполняется обычным монтажным и даже кухонным ножом. Также возможно проводить раскрой электролобзиком, ножовкой по дереву. Однако при использовании острого монтажного ножа при распиле образовывается минимальное количество пыли и вырванных шариков. При резке пенопласта трение инструмента об утеплитель сопровождается характерным неприятным скрипом.

Непосредственная фиксация пенопласта возможна путем использования клеящих материалов, таких как специализированные цементные составы, жидкие гвозди, клей пена. Для механической фиксации применяются дюбель грибки. Последние имеют большую шляпку в виде зонтика, поэтому обеспечивают большую площадь контакта с пенопластом. Это исключает вырывание утеплителя.

Критерии выборов пенопласта по плотности в зависимости от значения

Покупая пенопласт можно легко ошибиться, поскольку материал предлагается в широком диапазоне плотности и размера. Что касается ошибки с выбранными габаритами, то она не столь критична, поскольку плиты утепления легко подрезаются. Главным критерием при покупке пенопласта выступает именно его плотность.

При использовании материала в качестве утеплителя под вагонку или гипсокартон достаточно плотности 15 кг/м³. Внешняя оболочка делает этот недостаток некритичным. Для утепления фасадов требуется более плотная плита, как минимум 25 кг/м³. Она достаточно твердая и устойчивая к механическим повреждениям, поэтому может сверху штукатуриться с использованием армирующей сетки. Плотность 35 кг/м³ и выше помимо теплоизоляционных качеств дает звукоизоляцию, хотя и не столь выраженную, как у минеральной ваты.

Пенопласт продается в упаковке, состоящей из нескольких плит. Они располагаются вплотную друг другу, поэтому образовывают куб или параллелепипед. Благодаря такой форме путем измерения габаритов упаковки можно определить фактический объем утеплителя в кубических метрах. После взвешивания рассчитывается точный показатель плотности материала. Зачастую информация об этом на упаковке не всегда соответствует действительности, поэтому нуждается в проверке.

Особенности использования пенопласта как утеплителя

Для утепления чаще всего используются плиты сечением 5 и 10 см. Для экономии полезного пространства при утеплении стен они закрепляются со стороны фасадов. Также возможна закладка листов пенопласта между лагами пола, межэтажного перекрытия, крыши. Наиболее технически сложным является утепление фасадов, поскольку подразумевает крепление материала на вертикальной поверхности и его дальнейшее оштукатуривание.

Для предотвращения срыва плит под ветровой нагрузкой требуется их надежное закрепление, поэтому помимо клеящих составов рекомендовано проводить и механическое крепление путем установки дюбель грибков. Они загоняются по четырем углам плиты, а также по центру. Количество креплений зависит от размера плиты. Шляпки дюбелей частично погружаются в утеплитель. Листы пенопласта плотно состыковываются между собой, перед этим на их торцы наносится монтажная пена, которая заполняет стыки и препятствует образованию мостиков холода.

Более сложным и эффективным является использование в качестве утеплителя двух слоев пенопласта толщиной по 5 см, чем одного на 10 см. Применение двухслойного пенопласта позволяет проводить укладку второго слоя со смещением, закрывая тем самым предыдущий стык.

Для оштукатуривания пенопласта применяются специализированные цементные составы. Стандартная цементно-песчаная штукатурка имеет плохую адгезию, поэтому ее применение недопустимо. Для лучшего прилипания штукатурки пенопласт можно поцарапать гвоздем или саморезом. Такое решение возможно только на плотном пенопласте.

Штукатурка наносится тонким слоем, после чего к ней приклеивается фасадная армирующая стеклосетка. Ее плотность составляет не менее 120-150 г/м². Сетка приглаживается шпателем и вдавливается в штукатурку. После этого наносится дополнительный слой штукатурки в несколько миллиметров. Это позволяет закрыть следы от крепежа и стыки сетки. После высыхания поверхность закрашивается фасадной краской.

Формы выпуска

Плотность материала выступает определяющим фактором при разделении пенопласта на марки. Она напрямую влияет на показатели прочности и теплопроводности. Технические характеристики отдельных марок помогут определиться со сферой использования материала:

• Маркировка ПСБ-С 15 принадлежит плитам с самой малой плотностью, которая составляет 15 кг на м 3 . Такие плиты пенополистирола чрезвычайно легкие, применяются для утепления бытовок и строительных вагончиков, т.е. в местах временного пребывания людей.
• Большей популярностью пользуется марка ПСБ-С 25 , где плотность, соответственно, составляет 25 кг/м 3 . Сфера применения – утепление фасадов зданий, полов, в качестве теплоизоляции кровли.
• Пенопласт ПСБ-С 35 обладает плотностью 35 кг на кубический метр. Высокие технические характеристики пенополистирола с маркировкой 35 востребованы в процессе производства ж/б конструкций и сэндвич панелей.
• Чрезвычайно плотной структурой обладает пенопласт 50 . За счет этого плиты активно используется при обустройстве полового покрытия в холодильных складах, строительстве дорог.

Анализируя таблицы с техническими характеристиками, можно сделать вывод о целесообразности приобретения плит пенополистирола с целью утепления стен плотностью 25 и 35 кг/м 3 . Причем для внутреннего утепления будет достаточно плотности 25, а для отделки снаружи лучше воспользоваться пенопластом 35.

При выборе материала для утепления стен, имеет значение толщина пенопласта. Точных рекомендаций дать невозможно. Выбор зависит от ряда сопутствующих факторов, куда входят:

• Климатические условия региона, где расположена постройка.
• Материал, используемый для возведения стен. Зачастую стены строения состоят из нескольких слоев, различных по своим техническим характеристикам. Поэтому требуется определить суммарный показатель.
• Плотность плиты пенополистирола, которая определяется маркировкой.

Обычно, по совокупности факторов, при необходимости утепления внутренних стен применяют пенопласт 50 мм, использование пенопласта 100 мм больше востребовано при наружных работах.

Технология получения пенопласта

Изначальный размер гранул сырья предопределяют качество и сферу применения готового пенопласта. Наиболее плотные листы получаются из самых маленьких гранул. Добавление вторичного сырья также отражается на конечном продукте.

В зависимости от первоначального размера гранул во многом зависят прочностные качества конечного продукта. Чем меньше размер гранул, тем плотнее материал получится на выходе. При этом качество впрямую зависит и от добавок вторичного сырья. Сам процесс состоит из нескольких этапов.

Процесс изготовления пенопласта

1. Многократное воздействие паром под высоким давлением на полистирол. В этот момент из сырья выходит фреон. Сырье увеличивается в объеме, в среднем, в 50 раз, получаются гранулы.
2. Полученные шарики проходят этап кондиционирования в силосе при специальной температуре и интенсивной продувке воздухом.
3. Из гранул в блок-форме прессуют блоки материала, которые потом охлаждают с помощью вентиляторов.
4. Блоки кондиционируют и раскраивают на станках на листы нужной толщины и размеров.

Состав пенопласта

Для изготовления пенополистирола используется собственно полистирол или же сополимеры стирола. Здесь нужно учитывать эти вещества экологически чистые и химически нейтральные. Что позволяет использовать пенопласт даже как тару для продуктов питания! Также в пенопласт марки СПБ-С добавляют антипирены, что делает материал трудносгораемым, существенно увеличив его пожаробезопасность, не нарушив при этом физические свойства утеплителя.

Несмотря на свою внушительную историю, пенопласты являются отличными современными теплоизоляционными строительными материалами, которые по своим практичным физико-химическим характеристикам на порядок превосходят материалы аналогичного назначения.