Свойства пенополистирола какие виды существуют
Пенополистирол – это современный утеплитель, который состоит из множества пузырьков, помещенных в тонкие оболочки полистирола в соотношении 2 % полистирола к 98% воздуха.
В итоге получается материал наподобие пены, благодаря чему он был назван пенополистиролом.
Воздух герметично закрыт внутри пузырьков, поэтому материал хорошо удерживает тепло и является 1 из наиболее востребованных утеплителей. Он применяется для теплоизоляции кровли, полов, потолков и стен зданий и различных сооружений.
Разновидности пенополистирола
В зависимости от технологии производства ППС (пенополистирол) подразделяют на 4 вида:
- Беспрессовый или обычный пенополистирол – ПСБ. Наиболее часто используется для утепления стен. Модифицированная версия обозначается ПСБ-С. Этот материал обладает меньшей пожароопасностью. Он производится с различной плотностью – от 15 до 50 кг/ м³. В простонародье беспрессовый пенополистирол часто называют пенопластом, но на самом деле – это различные по свойствам и характеристикам материалы, получаемые из одного сырья.
- Экструзионный или экструдированный пенополистирол – ЭППС. Он намного прочнее ПСБ и превосходит его по всем параметрам, правда стоит дороже. При правильном монтаже срок его использования составляет до 50 лет. Имеет высокую прочность на сжатие. Кладется под полы из бетона или цементно-песчаные стяжки.
- Прессовый – ПС-1 или ПС-4.
- Автоклавный.
3 и 4 варианты широкого распространения не получили.
Благодаря прочности и практически нулевому водопоглощению ЭППС лучше применять для утепления цокольной части сооружений, а также крыш, стен, фасадов и полов первых этажей.
Он обладает лучшими теплоизоляционными свойствами по сравнению с обычным ППС из-за большей плотности.
Обычный ППС применяется для утепления фундаментов зданий, квартир, балконов, вагонов, а также для тепло- и гидроизоляции подземных линий коммуникаций.
Значения показателей теплопроводности, паропроницаемости, деформаций при сжимающей нагрузке и других для экструдированного и обычного ППС указаны в ГОСТе 56148-2014 и ГОСТе 32310-2012.
Что касается изготовителей ППС, то наиболее популярными считаются европейские компании «Polimeri Europa», «Nova Chemicals», «Styrochem», «BASF», а также российские фирмы «Пеноплэкс» и «Технониколь».
Размеры листа беспрессового пенополистирола – БСП с плотностью 15, 25, 35 кг/ м³ прописаны в ГОСТ 15588-86. Значение длины листа варьируется в диапазоне от 900 до 5000 мм, ширины – 500-1300 мм с интервалом в 50 мм. Толщина – от 20 до 500 мм с шагом в 10 единиц.
Чаще всего компании предлагают листы стандартных размеров:
- 100см×100 см;
- 100см×50 см;
- 200см×100 см.
Толщина листа может составлять: 10, 20, 30, 40, 50 и 100 мм.
Точка росы при утеплении
Точка росы – это показатель температуры, при котором начинает выпадать конденсат на поверхности. Эта точка может находиться в различных местах – внутри, снаружи или ближе к какой-либо поверхности.
При монтаже плит пенополистирола снаружи дома с правильно подобранной их толщиной точка росы будет находиться в утеплителе. При этом стена будет всегда оставаться сухой. А если ППС был взят меньшей толщины, чем положено по теплотехническому расчету, тогда точка росы может находиться:
- Между центральной частью стены и внешней. При этом стена практически всегда будет сухой.
- Ближе к внутренней поверхности. При наступлении холодов будет выпадать роса.
- Прямо на внутренней поверхности. В зимний период стена будет регулярно мокрой.
Утепление стен ППС изнутри проводить можно не всегда, так оно требует соблюдения множества условий:
- Установки вентиляции согласно всех норм для конкретного помещения.
- Правильной работы системы отопления.
- Наличия утеплителя для всех конструкций дома.
- Стена всегда должна оставаться сухой.
- И другие.
Преимущества и недостатки материала
Пенополистирол имеет ряд преимуществ таких, как низкая теплопроводность и паропроницаемость, не впитывает влагу, прочный, имеет небольшой вес, легкий в обработке и монтаже, недорогой.
Рассмотрим основные показатели, которые делают материал очень популярным и востребованным для утепления домов и коттеджей.
Низкая теплопроводность — это наиболее важный показатель при выборе утеплителя. Обычный пенополистирол имеет значение от 0,032 до 0,044 Вт на метр на Кельвин, и чем больше плотность материала, тем ниже теплопроводность. Экструдированный вариант имеет плотность в 45 кг/ м³ и обладает самой низкой теплопроводностью из всех ППС (согласно ГОСТ 31924-2011).
Не впитывает влагу. Экструдированный ППС при контакте с влагой впитывает всего 0,4%, так как изготавливается методом экструзии. Обычный пенополистирол имеет показатель в 4%.
Низкая паропроницаемость. У обычного ППС паропроницаемость равна нулю, а у экструдированного – 0,01 кг на метр-час-Паскаль. Это можно объяснить тем, что формовка ЭППС происходит путем нарезки, и пар проникает внутрь ячеек через эти разрезы. А обычный пенополистирол чаще всего не режут.
Прочность. ППС выдерживает значительные нагрузки, причем более прочным является экструдированный ППС за счет более крепкой связи между молекулами. Показатель прочности статического изгиба у ЭППС равен 0,4-1 кг на см², а у обычного – 0,02-0,2 кг на см².
Пенополистирол выдерживает сильное сжатие и значительное разрывающее усилие.
Легкость в обработке и простота монтажа. Пенополистирол прекрасно режется малярным ножом, поэтому монтаж плит не составляет особого труда.
Минусов у материала немного, но все же они есть:
- Вред для здоровья. На первый взгляд, материал считается экологичным, так для его изготовления не применяют фреон, разрушающий озоновый слой Земли. Но ППС на воздухе начинает окисляться, при этом выделяя вредные вещества – бензол, формальдегид и этиловый спирт.
- Горючесть. Многие производители утверждают, что материал не подвержен горению из-за входящих в его состав антипиренов. Но это противоречит ГОСТу 30244-94, в котором ППС относят к наиболее опасным веществам с 3 и 4 классом горючести. Опыты показывают, что ППС с антипиреном горит не хуже, чем пенополистирол без них. Плюс ко всему, свойства антипирена со временем становятся хуже.
- Разрушение под воздействием УФ лучей и осадков. Пенополистирол не переносит прямых лучей солнца, они делают ППС менее упругим и прочным. Также необходимо закрывать его штукатуркой или другим материалом от снега и дождей. В этом случае он прослужит как минимум 30 лет.
Резка в домашних условиях
Разрезать ППС в квартирных условиях не представляет особого труда. Использование для этих целей обычного ножа малоэффективно, так как материал легко крошится.
Лучше применять малярный нож. Нужно при помощи линейки начертить линию с 2 сторон листа, и сделать ножом надрез. Далее остается взять лист и сломать его вдоль надреза.
Можно воспользоваться струной – разогретой нихромовой проволокой. Она отлично режет материал. Но потребуется собрать небольшой станок с трансформатором, натянутой нитью и пружиной.
Совет: для резки пенополистирола дома можно воспользоваться болгаркой с тонким диском по металлу. А при пенопласте шириной более 80 см можно применить ножовку по дереву с мелкими зубьями.
Многие собирают дома самодельный станок для резки ППС, который позволяет делать фигуры различных форм.
Клей для пенополистирола
На сегодняшний день рынок клеящих составов представлен такими изготовителями как «Церезит», «Кнауф», «Технониколь» и другими. Клей должен обладать такими свойствами как:
- водостойкость;
- устойчивость к изменению температур;
- высокая сила сцепления;
- отсутствие стекания с поверхности;
- отсутствие токсичности.
Отличительной чертой ППС является слабая стойкость к некоторым химическим веществам, поэтому в состав клея не должны входить:
- бензин;
- керосин;
- формальдегиды;
- ацетон;
- эпоксидные смолы.
Крепление плит к стенам можно производить с помощью:
- полиуретанового клея;
- сухих смесей.
Полиуретановый клей обладает высоким уровнем сцепления утеплителя с основанием и удобен в использовании.
Клей, приготовленный из сухой полимерцементной смеси отличается пластичностью и быстро твердеет. Он имеет высокий уровень сцепления с поверхностью. Смесь разводят водой в соотношении 1 кг смеси на 0,24 литра воды.
Крепить пенополистирольные листы только на дюбеля менее эффективно, чем крепление вначале на клей, а затем фиксация дюбелями уже приклеенных листов из пенополистирола.
Применяя клей для ППС, при утеплении можно добиться большей эффективности, чем при механическом способе фиксации плит.
Совет: основание для оклеивания под пенополистирол должно быть очищено от загрязнений с помощью растворителя или воды под давлением. Для хорошо впитывающих поверхностей рекомендуется провести грунтование.
Технология утепления «мокрый фасад» пенополистиролом идентична утеплению методом «мокрый фасад» пенопластом. Подробнее об этом можно прочитать в статье «Утепление фасадов пенопластом технология».
В заключении можно сказать, что пенополистирол – это оптимальный вариант материала для утепления зданий. Он не подвержен воздействию осадков и старению, служит до 50 лет.
Инструкцию по применению клея-пены Технониколь для плит из пенополистирола смотрите на видео:
В мире не существует утеплителя, о котором спорили бы жарче, чем о пенополистироле. Горючий, токсичный, ненадежный – какие только претензии ему не предъявляют.
Но как обстоит дело на самом деле? Насколько он опасен с точки зрения не обывателя, а официально действующих норм и стандартов?
Виды пенополистирола. Химический состав
В зависимости от технологии изготовления, пенополистирол (ППС) подразделяется на несколько видов:
- Беспрессовый. Обозначается аббревиатурами EPS (зарубежного производства) или ПСБ (отечественный). Это «обычный» пенополистирол, наиболее часто применяемый для утепления стен. Модифицированный ППС обозначается ПСБ-С, он обладает меньшей пожароопасностью.
- Экструзионный (экструдированный). Обозначается аббревиатурой XPS (ЭППС), имеет высокую прочность на сжатие. Применяется для утепления подошвы «шведской» фундаментной плиты, закладывается под бетонные полы или цементно-песчаные стяжки и т.д.
- Прессовый (например, ПС-1 или ПС-4).
- Автоклавный (включая автоклавно-экструзионный).
Последние два вида широкого распространения не получили. С точки зрения химии ППС состоит из вспененного полистирола. В свою очередь полистирол получают из стирола (химическая формула С8Н8), относящегося по ГОСТ 12.1.007-76 к 3-му классу опасности (умеренно опасный). Характерно, что в зависимости от технологии переработки исходного сырья (стирола), получаемые полистиролы могут быть безопасны – из них делают стаканчики для йогуртов, пищевую посуду и т.п.
Основные характеристики пенополистирола.
К основным характеристикам пенополистиролов относят высокие теплоизоляционные показатели, очень низкую паропроницаемость и близкое к нулевому водопоглащение.
Основные характеристики ППС.
Как и у любого другого материала, теплоизоляционные свойства ППС зависят от его плотности. От неё же зависит водопропускная способность. Гораздо более плотный ЭППС в этом плане превосходит своего более «мягкого» собрата.
Сравнительная таблица характеристик ППС и ЭППС.
Благодаря прочности и «гидрофобности» именно ЭППС лучше всего использовать для утепления цокольной части здания (фундаментов, отмотки, подземной части стен).
Низкая паропроницаемость формирует целый ряд нюансов применения этого утеплителя в помещениях с повышенным влажностным режимом. В помещениях промышленного назначения этот вопрос решается усиленным воздухообменом (вентиляцией), в жилых – установкой окон с функцией щелевого проветривания.
Одним из самых распространенных мифов является применение ППС в качестве звукоизоляции. Базой для этого мифа стали относительно высокие звукоизоляционные свойства минеральной ваты. Так как вата и ППС являются основными конкурентами за потребительский кошелек, обыватель часто рассматривает их почти как равноценные материалы, с той лишь разницей, что минвата не горит и поэтому дороже. На самом деле минераловатные утеплители, кроме более высоких звукоизоляционных свойств и негорючести, отличаются ещё гигроскопичностью (впитывают влагу) и высокой паропроницаемостью.
Биологическая устойчивость и безопасность. Деструкция. Долговечность
ППС и ЭППС не содержат веществ, привлекательных для микроорганизмов, насекомых и грызунов. Тем не менее, на поверхности этих материалов возможно образование плесени, грибка. В теле ППС и ЭППС также могут устраивать норы-проходы мыши и другие грызуны, но в целом эти материалы гораздо менее для них привлекательны, чем натуральные. Таким образом, «несъедобность» пенополистирола, равно как и его «привлекательность» являются мифами.
Деструкция ППС – это процесс химического преобразования его структуры вследствие окислительных процессов. Причиной последних является высокая температура (80 градусов и выше), а также непосредственное воздействие кислорода. Поэтому пенополистирол не применяется для термической изоляции горячих объектов (например, труб отопления) и должен защищаться от воздействия внешней среды (чаще всего – армирующим слоем по сетке). В качестве примера — «Два способа армирования штукатурки при устройстве мокрого фасада по пенополистиролу«.
Средняя долговечность ППС обычно принимается равной 10 — 15 лет. По истечении этого срока пенополистирол становится хрупким, начинается процесс самостоятельного осыпания. Это не значит, что его теплоизоляционные свойства на 16-ый год эксплуатации станут равными нулю. Это значит, что гарантийный срок пригодности составляет 10-15 лет (у разный производителей по-разному).
Примечательно, что для минваты многие производители указывают идентичный срок гарантийной эксплуатации. Защитные мероприятия (например, указанный выше армирующий слой) увеличивают срок пригодности этого материала. Таким образом, ненадежность ППС с точки зрения срока пригодности – очередной миф.
Пожароопасность
Особое внимание следует обратить на то, что ППС относится к сгораемым материалам. Применение сгораемых и особенно горючих материалов жестко регулируется действующими нормативными документами. В первую очередь это Федеральный Закон №123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные» и СП 4.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара». Понятия «пенополистирол» для этих норм не существует. Правила применения сгораемых и горючих материалов исходят из таких технических характеристик, как группа горючести, токсичность, дымообразование и т.д.
Давайте изучим сертификат на пенополистирол марки ПСБ-С:
Сертификат на пенополистирол модифицированный со сниженной пожароопасностью марки ПСБ-С.
Группа горючести Г3 (нормально горючий), группа воспламеняемости В2 (умеренно воспламеняемый), дымообразующая способность Д3 (высокая), токсичность Т2 (умеренно опасная).
Применение материалов с такими характеристиками для отделки и/или утепления согласно нормам зависит от ещё одного показателя – класса функциональной пожароопасности. Наиболее жесткие требования среди жилых помещений выдвигаются к многоквартирным домам. В соответствии с разделом 5.2 СП 4.13130.2009 многоквартирные жилые дома относятся к классу Ф1.3. Для него в данном документе отсутствует запрет на применение материалов с показателями Г3, В2, Д3 и Т2. Раздел 7.3 противопожарных требований СНиП 31-01-2003 также не запрещает применение такого материала.
Основные требования в части применения сгораемых и горючих материалов приведены в таблицах 3, 27 и 28 Федерального закона от 22.07.2008 N 123-ФЗ (ред. от 13.07.2015) «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». Самые жесткие требования предъявляются к перекрытиям. Давайте рассмотрим, каким образом железобетонное несгораемое перекрытие, утепленное пенополистиролом, изменит свои показатели в части пожаробезопасности.
Таблица 3. Классы пожарной опасности строительных материалов.
Таблица 27. Перечень показателей, необходимых для оценки пожарной опасности строительных материалов.
Таблица 28. Область применения декоративно-отделочных, облицовочных материалов и покрытий полов на путях эвакуации.
Согласно таблице 3 в случае применения материала Г3, В2, Д3, Т3 (по токсичности у нас «запас» — Т2 менее токсичен) получаем класс пожарной опасности строительных конструкций (утепленного перекрытия) КМ4. В соответствии с таблицей 28 этого же документа требуются классы КМ1-КМ3 для перекрытий и потолков (то есть более безопасные, чем КМ4) только для вестибюлей, лестничных клеток, лифтовых холлов, общих коридоров и фойе.
Таким образом, применительно к многоквартирным жилым домам (и не только) запрещено использование сгораемых материалов на путях эвакуации и в местах массового скопления людей. Применение пенополистирола, к примеру, для утепления со стороны общей лестничной клетки примыкающей кухонной стены строго запрещено. Применять материалы группы горючести Г3 в объектах частного строительства нормы совершенно не запрещают, есть лишь ряд ограничений для многоквартирных домов, а также общественных и производственных зданий.
Дополнительно стоит обратить внимание на то, что многие ламинированные материалы (мебельное ДСП, напольные покрытия) зачастую имеют более опасные показатели: Г4 (сильно горючий), В2, Д3, Т3 (высокоопасный по токсичности).
Сертификат на ламинированное ДСП.
При расчете пожарной нагрузки такая мебель, в виду её значительно большего веса, чем ППС (если сравнить общий вес пеонополистирола на стенах со средним наполнением мебелью обычной комнаты), формирует значительно большую пожароопасность для человека. При этом в обществе широко распространен миф о крайне высокой опасности ППС на фоне массовой эксплуатации мебели из ещё более опасного ламинированного ДСП. Ещё раз подчеркнем – пожарная опасность формируется не только характеристиками материала, но и его количеством в килограммах. Чем больше вещества сгорело, тем больше опасных веществ образовалось. Общий вес пенополистирольных плит, требуемых для утепления комнаты, оказывается на порядок ниже массы среднего количества мебели в помещении.
Отдельно стоит отметить, что модифицированный ППС марки ПСБ-С обладает длительностью самозатухания всего 4с. То есть загоревшийся пенополистирол при отсутствии прямого воздействия пламени или температуры самовозгорания (более 400 градусов) самостоятельно тухнет через 4 секунды. Мебель из ламинированного ДСП такой характеристикой похвастаться не может.
При покупке пенополистирольных плит требуйте предъявления сертификата и убедитесь в том, что у них группа горючести не хуже Г3 (Г1 или Г2 ещё лучше, их достигают введением антипиренов в состав ППС при его производстве).
Так что в итоге?
В нашей стране отношение к «пенопласту» напоминает «сектантскую религию». Кто-то верит в безопасность этого материала, а кто-то нет, невзирая на все сертификаты, нормы и ГОСТы.
Оценка целесообразности применения ППС (ЭППС) в Вашем жилье, особенно если говорить о внутреннем утеплении, видимо, должна базироваться не только на характеристиках этого материала, но и Вашем отношении к собственному здоровью и экологичности жилища. Сложно понять человека, имеющего длительный стаж курения (к примеру), который категорично возражает против ППС в виду его «неэкологичности» и «пожароопасности». Разумеется, вредная привычка не делает правильным применение в доме потенциально опасных материалов. Но такие риски применения ППС в доме (квартире), как токсичность и пожароопасность имеют несопоставимо более низкий уровень по отношению к сознательному воздействию на организм табачным дымом, вредной пищей на регулярной основе, большим количеством алкоголя и т.д.
Отказ от ППС с точки зрения возможной токсичности выглядит целесообразным только при полноценной заботе о собственном здоровье – от не имения вредных привычек, до здорового питания и не использования в жилых помещениях ламинированого ДСП/МДФ, многих видов пластиков, оргтехники и т.п. Пожалуй, именно в этом и заключается «религия» — если человек не верит в безопасность ППС, вряд ли ему при этом стоит использовать в помещении другие, не менее вредные (а зачастую ещё более опасные) вещества.