Пенопласт

Газонаполненные пластмассы — сверхлегкие пластические материалы, получаемые на основе различных синтетических полимеров. Напоминают структуру застывшей пены. Наполнитель таких материалов — газ.

***

Что такое полистирольный пенопласта (пенополистирольные плиты)?

Полистирольный пенопласта (пенополистирольные плиты) – это изоляционный материал белого цвета, изготовленный на основе полистирола путем термального вспучивания гранул полистирола при воздействии газообразователя. Полное название пенопласта, полученного таким образом (в отличие от, например, фенольных пенопластов или пенопластов на основе полиэфиров), - газонаполненный полистирольный пенопласта или пенополистирол. По внешнему виду полистирольный пенопласта представляет собой небольшие влагостойкие гранулы, спекшиеся между собой под воздействием высокой температуры. Размер гранул пенопласта колеблется от 5 до 15 мм. Гранулы полистирольного пенопласта неоднородны по структуре – они имеют огромное количество (миллиарды) тонкостенных микроячеек, что многократно увеличивает общую площадь соприкосновения с воздухом. В результате этого пенополистирольные плиты почти полностью состоят из воздуха (около 98%), что обусловливает их основные свойства.

1. Теплосберегающие свойства полистирольных плит

Тот факт, что пенопласта почти полностью состоит из воздуха и только на 2% из полистирола, обеспечивает высокую теплосберегающую способность пенополистирольных плит. Это связано с тем, что воздух обладает одним из самых низких показателей теплопроводности. Поэтому теплопроводность пенополистирольных плит находится в пределах от 0,037 до 0,043 Вт/мК (для сравнения, аналогичный показатель для воздуха – 0,027 Вт/мК). Это значительно ниже, чем теплопроводность дерева (0,12 Вт/мК), кирпича (0,7 Вт/мК), керамзита (0,12 Вт/мК) и других строительных материалов. Низкая теплопроводность пенополистирольных плит обеспечивает высокий уровень энергосбережения. Достаточно всего 12 см полистирольного пенопласта там, где (согласно последним российским стандартам) необходимая толщина стен из кирпича должна составлять 2 м 10 см, а из дерева – 45 см. Это позволяет считать пенополистирол одним из самых эффективных теплоизоляторов. Использование пенополистирольных плит в строительстве позволяет в дальнейшем (при эксплуатации помещений) значительно сократить расходы на отопление. Высокие энергосберегающие свойства пенополистирольных плит обусловили их применение также для защиты трубопроводов от промерзания, что способствует повышению срока их эксплуатации. Кроме того, теплосберегающие свойства полистирольного пенопласта используются при строительстве холодильных установок, холодильного оборудования, складских помещений.

2. Пожароустойчивость полистирольного пенопласта

Полистирольный пенопласта обладает высокой пожароустойчивостью. Температура самовозгорания пенополистирола +491 ?С. Это в 2,1 раза выше, чем температура возгорания бумаги (+ 230 ?С), и в 1,8 раза выше, чем у древесины (+260 ?С). Несмотря на то что пенополистирольные плиты, как и многие другие строительные материалы, подвержены горению, тем не менее, горение они не поддерживают и при отсутствии огня затухают в течение 4 секунд. Другими словами, горение пенополистирольных плит возможно только в открытом пламени, и после удаления пенопласта из огня горение прекращается. Количество энергии, выделяемой при горении пенополистирольных плит, в 7-8 раз меньше энергии, выделяемой при горении древесины (соответственно 1000 МДж/м3 против 7000-8000 МДж/м3). Поэтому в случае пожара горящий пенопласта намного меньше повышает температуру, чем, например, горящее дерево. Количество энергии, выделяемой полистирольным пенопластом при горении здания, составляет менее 5% (по некоторым данным – 2%) от остальных веществ объекта, подверженных горению. Кроме того, существуют пенополистирольные плиты, обогащенные антипиренами, т.н. «самозатухающие» пенопласты, широко применяемые в строительстве. Огнестойкость (горючесть) пенополистирольных плит определяется не только их физико-химическими свойствами, но и «соседями». Речь идет о комбинациях с другими строительными материалами, а также о наличии необходимых защитных слоев. При соблюдении правил противопожарной безопасности полистирольный пенопласта менее опасен, чем другие широко распространенные строительные материалы.

3.Плиты полистирольного пенопласта устойчивы к влаге

Пенополистирольные плиты не растворяются, не впитывают воду и, вследствие этого, не деформируются (не разбухают). Тем не менее, вода при помощи механизма капиллярной диффузии может проникнуть в полости между гранулами пенопласта. Однако ее количество весьма незначительно (1,5 – 3,5 % по отношению к весовому объему пенополистирольной плиты). Кроме того, тот же диффузионный механизм приводит и к выходу воды из пенопласта. При этом свойства пенополистирольных плит (прочность, физический вид, размеры, изоляционные способности) остаются неизменными. Были проведены исследования воздействия воды на пенополистирольные плиты в условиях повышенного гидростатического давления. Оказалось, что при небольшом повышении давления водопроницаемость полистирольного пенопласта незначительно изменяется и с дальнейшим ростом давления остается практически неизменной. Однако следует помнить, что при давлении, близком к критическому, гранулы пенополистирольных плит могут разрушаться, что ведет к росту водопоглощения. Чтобы избежать разрушения пенопласта, необходимо использовать специальные покрытия. Скорость проникновения паров воды в пенополистирольные плиты составляет менее 1% от скорости перемещения пара в воздухе. Так же, как и вода, пар легко выходит из пенопласта. Избежать конденсации позволяет соблюдение правил проектирования. Устойчивость к воздействию влаги позволяет использовать пенополистирольные плиты для утепления фундамента зданий, когда необходим контакт утепляющего материала с грунтом.

4. Устойчивость полистирольного пенопласта к химическим и биологическим воздействиям

Пенополистирольные плиты обладают высокой устойчивостью к воздействию различных химических веществ. В частности, пенопласта сохраняет свои свойства при длительном контакте - с солевыми растворами (в том числе морской водой), - мылами, - отбеливающими веществами (растворы перекиси водорода, хлорная вода, гипохлорид), - кислотами (кроме концентрированной азотной и уксусной), - нашатырным спиртом, - известью, - битумом, - клеящими водорастворимыми красками, - гипсом, - кремнийорганическим маслом и др. Будучи полностью синтетическим продуктом, пенополистирольные плиты не используются в пищу животными и микроорганизмами. Так, натурные исследования, проводившиеся в естественных условиях влажного субтропического климата (оптимальные условия для размножения микроорганизмов) в течение 18 месяцев, показали, что полистирольный пенопласта оказался непригодным для выживания бактерий и грибков. Однако нужно иметь в виду, что, в отличие, например, от железобетона, кирпича и других минеральных строительных материалов, пенополистирольные плиты гораздо сильнее подвержены воздействию грызунов и термитов. Этот факт следует учесть при эксплуатации и преградить доступ к пенопласту, используя специальные защитные материалы.

5. Долговечность пенополистирольных плит (пенопласт)

Поскольку пенополистирольные плиты – это пластик, то они способны при правильной эксплуатации сохранять свои физические свойства длительное время. Чтобы доказать или опровергнуть это утверждение, проводились натурные и лабораторные исследования полистирольного пенопласта. Объектом натурных исследований выступала строительная конструкция, возраст которой составлял 30 лет. Это достаточный срок, учитывая, что полистирольный пенопласта был открыт в 1950 году. Изучение пенополистирольных плит, лежащих в основе этой конструкции, показало, что пенопласта не подвергся необратимым изменениям: сохранил свою форму, механические и теплофизические свойства. В ходе лабораторных испытаний пенополистирольных плит были смоделированы климатические условия, характерные для средней полосы России, с учетом циклических годовых колебаний температуры воздуха. Всего было проведено 80 циклов, что соответствует 80 годам. Исследования полистирольного пенопласт показали, что при амплитуде температуры ±40 ?С свойства пенопласта остаются неизменными. В ходе испытаний пенополистирольные плиты подвергались также воздействию различных температур. Было установлено, что нижний предел для пенопласта составляет -180 ?С, а верхний - +80 ?С. Однако максимально допустимой температурой, которой в течение непродолжительного времени (несколько минут) может подвергаться пенополистирольный пенопласта, считается температура +95 ?С. Это делает возможным контакт пенополистирольных плит, например, с горячим битумом. При более длительном воздействии температуры, превышающей +80 ?С, полистирольный пенопласта разрушается.

Прочность пенополистирольных плит (пенопласта)

Плотность пенополистирольных плит невысока – 0,015-0,05 г/см3 (для сравнения плотность воды – 1,0 г/см3). Однако при этом пенопласта имеет достаточно высокую прочность на сжатие и растяжение. Это позволяет использовать пенополистирольные плиты как строительный материал, способный длительное время нести высокую равномерную механическую нагрузку, не подвергаясь деформации. Примером может служить использование полистирольного пенопласта в ремонте и строительстве взлетно-посадочных полос. При этом прочность пенополистирольных плит зависит от толщины плиты и правильности укладки. Пенополистирольные плиты обладают некоторыми несущими свойствами, поэтому плит при строительстве жилых домов или промышленных помещений риск «провисания» пенопласта, например, внутри стены невелик, если соблюдены все правила, регламентированные стандартами.

Акустические (шумопоглощающие и звукоизоляционные) свойства пенополистирольных плит

Эффект звукоизоляции и шумопоглощения зависит от способности материала преобразовывать звуковую энергию в тепловую. Поэтому высокой звукоизоляционной способностью обладают, прежде всего, пористые материалы с низкой теплопроводностью, способные пропускать воздух. В связи с этим именно ячеистая структура полистирольного пенопласта обусловила его высокие звукоизоляционные и шумопоглотительные свойства. Так, например, для обеспечения высокой звукоизоляции достаточно пенополистирольной плиты, толщиной всего 2-3 см. С увеличением толщины слоя пенопласта шумопоглощающие и звукоизолирующие свойства возрастают

Гранулы полистирольного пенопласта

Гранулы полистирольного пенопласта состоят из углерода и водорода, что обеспечивает высокую экологическую чистоту материала. Полистирольный пенопласта не ядовит, не образует пыли, не имеет запаха, не выделяет токсичные вещества. пенопласта прост в обращении. Пенополистирольные плиты хорошо пропускают воздух, поэтому конструкции с их использованием «дышат». Пенополистирольные плиты легко поддаются обработке, не раздражают кожу и слизистые оболочки, а также не являются аллергеном и не оказывают другое негативное воздействие на организм. С экологической чистотой пенополистирольных плит связан широкий спектр их применения: строительство жилых зданий и промышленных объектов, ремонт и строительство железных и автомобильных дорог, судостроение, изоляция труб, а также холодильного оборудования и техники. Кроме того, во всем мире полистирольный пенопласта используется в качестве упаковки для пищевых продуктов и частично детских игрушек. Применение пенополистирольных плит в строительстве зданий и сооружений Указанные свойства полистирольного пенопласта обусловили его широкое применение в строительстве: - Теплоизоляция стен (системы с наружным и внутренним утеплением, а также с утеплением внутри многослойной конструкции) - Тепло- и звукоизоляция пола (применение основано на низкой теплопроводности и хороших акустических свойствах пенополистирольных плит) - Утепление крыш и перекрытий, теплоизоляция облегченных каркасных зданий (связано с высокими энергосберегающими свойствами пенопласта) - В качестве декоративных деталей (обусловлено долговечностью полистирольного пенопласта) - В строительстве сантехнических коммуникаций (связано с низкой водопроницаемостью и теплопроводностью пенопласта) - Для заполнения пустот (в основе использования - легкость и прочность пенополистирольных плит) - При строительстве водных сооружений – понтонов, плавучих пристаней (обусловлено низкой плотностью пенопласта) Экономическая выгода от использования пенополистирольных плит в строительстве - Благодаря низкой теплопроводности пенополистирольных плит их расход при строительстве зданий и сооружений значительно меньше, чем расход других строительных материалов. Это обстоятельство в совокупности с приемлемой ценой делает полистирольный пенопласта одним из самых экономически выгодных изоляционных материалов. Себестоимость конструкций с полистирольным пенопластом на 15-20% ниже, чем с использованием других утеплителей. - Низкая теплопроводность пенополистирольных плит позволяет сократить расходы на отопительное оборудование. - С низкой теплопроводностью полистирольного пенопласта связано также сокращение расходов на отопление во время эксплуатации здания. Средства, потраченные на теплоизоляцию, окупаются очень быстро. - Конструктивное уменьшение толщины стен, обусловленное низкой теплопроводностью пенополистирольных плит, позволяет увеличить полезную площадь здания. - Полистирольный пенопласта приятен на ощупь, при работе с ним не образуется пыль. Пенополистирольные плиты легко обрабатываются при помощи ручной пилы или ножа, что значительно упрощает работу. - Пенополистирольные плиты имеют небольшой вес. Это позволяет избежать использования специального оборудования при их перемещении и уменьшить расходы при строительстве, а также сократить сроки монтажа конструкций, содержащих пенополистирольные плиты.

..

Некоторые тексты близкой тематики