Пенопласты для строительства

Традиционно пенопластами называют обширный класс вспененных полимеров: пенополистирол, пенополиуретан и недавно появившиеся пенополиэтилен, пенополивинилхлорид и пенополипропилен.

Карбамидоформальдегидный пенопласт (пеноизол) и пенополиуретан пока находят ограниченное применение в строительстве. Пеноизол сравнительно новый материал со спорными экологическими характеристиками , а пенополиуретан — это горючий пенопласт с выделением при горении едких, токсичных веществ.

Вспененные полиэтилен, ПВХ и полипропилен в строительстве практически не применяются. Они разрабатывались для автомобилестроения и для упаковки бытовой техники.

Теплопроводность пенопластов

Все пеноматериалы объединяет одна ценная потребительская характеристика — низкая теплопроводность. Это и обеспечивает их широкое применение в качестве теплоизоляции.

Теплоизоляционные свойства пенопластов минимальной плотности в 4 раза превосходит дерево, в 8 раз — газобетон, в 15 раз — пустотелый керамический кирпич. Для примера приводим таблицу теплопроводности пенополистирола различной плотности и минеральной ваты, как самых распространенных утеплителей.

Материал	Плотность кг/м3 по ГОСТ 15588-86	Теплопроводность (Вт/м·0C) по ГОСТ 15588-86
Теплоизоляционные материалы
Минеральная вата
плиты	200	0,08
плиты	125	0,07
Пенополистирол  формованный
Пенопласт марки ПСБ-С 15	До 15	0,042
Пенопласт марки ПСБ-С 25	15,1-25	0,039
Пенопласт марки ПСБ-С 35	25,1-35	0,037
Пенопласт марки ПСБ-С 50	35,1-50	0,041

Пенополистирол марки ПСБ-С-50 характеризуется самой высокой прочностью на сжатие и изгиб, самой высокой ценой и является самостоятельным конструкционным материалом и для теплоизоляции практически не используется.

Потребительские характеристики пенопластов

Акустические характеристики пенопластов определяются преобладающим типом пористости. Например, пенополистирол, имеющий преимущественно закрытутю пористость, хорошо поглощает звук частотой более 1600 герц, например, шум вентилятора. Но такие материалы отлично отражают звуки любой частоты. Поэтому являются отличным звукоизоляционным материалом.

Пенополиуретаны имеют преимущественно открытую пористость и хорошо поглощают звуки всех частот, но плохо их отражают. Поэтому их используют для создания звукопоглощающих акустических эффектов.

Виды пенополистирола в строительстве

По способу изготовления различают беспрессовой (формованный) ПСБ (EPS) и экструзионный (экструдированный) ЭППС (XPS) пенополистиролы. Формованный пенопласт получают из суспензионного вспенивающегося полистирола, в котором вспениватель (чаще всего пентан) заключен в гранулах. В специальных прессформах формуют 3-5 метровые блоки различной плотности (15-25-35-50 кг/м³), которые затем горячей струной разрезаются на листы заданной толщины от 20 до 120 мм.

Плиты из экструзионного пенопласта получают из расплава полистирола общего назначения, подаваемого одновременно со вспенивателем (углекислый газ или фреон). Наибольшим спросом пользуются плиты средней плотностью 35 кг/куб. м и средней плотностью 45 кг/м³. Они различаются теплотехническими характеристиками, прочностью на сжатие и горючестью.

По внешнему виду их легко отличить. Формованный представляет собой спрессованные шарики, а экструзионный — застывшую пену.

Экструдированный полистирол в строительстве уже более 10 лет все увереннее завоевывает позиции, как более дешевый и имеющий лучшие теплоизоляционные характеристики. Между гранулами формованного пенопласта всегда остается микроскопический зазор, который ухудшает теплоизолирующую способность на 5 — 10% по сравнению с однородной пеной, которая имеет нулевое водопоглощение. К тому же у экструдированных полистиролов отсутствует капиллярный эффект, поэтому исключается проникновение влаги. Срок эксплуатации такого полистирола — 50 лет, а формованного — 25.

Утепление фасадов пенополистиролом позволяет снизить теплопотери на 30% и безболезненно уменьшить толщину стен из монолитного бетона, удешевив строительство. На приведенном фото отображен этап утепления пенополистиролом стен монолитного жилого дома.

Обязательным требованием к качественному строительному пенопласту является пожарная безопасность пенополистирола. Но марки с антипиренами стоят дороже, поэтому строительные компании этим требованием зачастую пренебрегают.

Токсичность пенополистирола

Не затихают споры по поводу токсичности полистирольных пенопластов. Это обусловлено выделением из полистирола мономеров стирола и остатков пентана даже при незначительном повышении температуры. Плиты из пенополистирола должны использоваться только как промежуточный слой. В противном случае в воздухе помещений может содержаться высокий процент свободного мономера стирола и пентана.

Для исключения этого европейские производители ограничивают содержание мономера во вспенивающемся полистироле 0,05 %. К слову, такой процент заложен и для полистиролов, использующихся при изготовлении бытовой техники, в частности, холодильников. Но не все это соблюдают. Отечественные и китайские материалы имеют более высокий предельный процент 0,1%. А старые советские нормативные документы допускали 1%.

Полиуретановые пенопласты (ППУ) пока только осваиваются строительной индустрией для теплоизоляции (пеноизол). Большинству же потребителей известен поролон — мягкий пенополиуретан, применяемый при изготовлении мебели. Жесткий пенополиуретан — это всем известные монтажные пены, которые разрушаются под воздействием солнечных лучей и знакопеременных температур. Этот вид пенопластов имеет открытые поры, поэтому полимер быстро разрушается под воздействием внешних факторов. При горении эти пенопласты выделяют ядовитую синильную кислоту, поэтому их рекомендуется изолировать пожаробезопасной защитой.

Как быстро определить качество пенополистирола

Косвенным показателем плотности пенополистирола может быть размер гранул. Обычно, чем крупнее гранула, тем меньше плотность. Производители выпускают материал различного назначения и для разной технологии переработки:

• с особыми механическими свойствами, конструкционный,
• для пищевой упаковки,
• с высокими упругими свойствами для упаковки бытовой техники,
• самозатухающий,
• общего назначения  и пр.

Для строительных плит низкой плотности (до 20 кг/м³) обычно применяется двойное предвспенивание, и гранулы в плитах имеют размер более 10 мм.

Эксплуатационные характеристики определяются качеством сцепления гранул между собой. У качественных плит гранулы деформированы, вдавлены друг в друга и при разламывании не рассыпаются по границам, а ломаются по телу гранулы.

Качество спекания обуславливает влагопоглощение, паропроницаемость, прочность на изгиб, и в конечном итоге долговечность изоляции и конструкции из пенопласта.