Полистирольный пенопласт (пенополистирол) — 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 пенопласт или пенополистирол. По внешнему виду полистирольный пенопласт 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) тонкостеных микро-ячеек, что многократно увеличивает общую площадь соприкосновения с воздухом. В результате этого пенополистирольные плиты почти полностью состоят из воздуха (около 98%), что и обусловливает их основные свойства.

Основные свойства пенополистирола:

·        Низкая удельная теплопроводность, низкое термическое расширение, то есть ППС является идеальным утеплителем, обеспечивающим высокую теплосберегающую способность. Это связано с тем, что пеносполистрол почти полностью состоит из воздуха и только на 2% из полистирола, а 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 необходимая толщина стен из кирпича должна составлять 2 м 10 см, а из дерева — 45 см.

·        Пенополистирол — один 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.

·        Хорошая звукоизоляция от ударного шума. 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 шумопоглощающие 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.

·        Структурная стабильность в широком диапазоне температур:
низкие зимние температуры не влияют на физические и химические свойства ППС, а при повышенных температурах — до 90 ºС, даже при длительном воздействии вспененный полистирол не меняет своих свойств.

·        Устойчивость к химическим и биологическим воздействиям. В частности, пенополистирол сохраняет свои свойства при длительном контакте с солевыми растворами (в том числе морской водой), с мылами, с отбеливающими веществами (растворы перекиси водорода, хлорная вода, гипохлорид) с кислотами (кроме концентрированной азотной и уксусной), нашатырным спиртом, известью, битумом, клеящими водорастворимыми красками, гипсом, кремнийорганическим маслом и др. Будучи полностью синтетическим продуктом, пенополистирольные элементы не используются в пищу животными и микроорганизмами и не способствуют их размножению. Так, натурные исследования, проводившиеся в естественных условиях влажного субтропического климата (оптимальные условия для размножения микроорганизмов) в течение 18 месяцев, показали, что полистирольный пенопласт оказался непригодным для выживания бактерий и грибков.

·        Высокое сопротивление диффузии водяных паров, высокий коэффициент влагостойкости. ППС плиты не растворяются, не впитывают воду и влагу и, вследствие этого, не деформируются (не разбухают). Устойчивость к воздействию влаги позволяет использовать ППС плиты для утепления фундамента зданий, когда необходим контакт утепляющего материала с грунтом.

·        Высокая прочность при низкой плотности. Плотность ППС плит невысока — 0,015–0,05 г/см³ (для сравнения плотность воды — 1,0 г/см³). Однако при этом ППС имеет достаточно высокую прочность на сжатие и растяжение. Это позволяет использовать ППС плиты как строительный материал, способный длительное время нести высокую равномерную механическую нагрузку, не подвергаясь деформации. Примером может служить использование ППС в ремонте и строительстве взлетно-посадочных полос.

·        Небольшой вес позволяет:

избежать использования специального оборудования при их перемещении;

уменьшить расходы при строительстве;

сократить сроки монтажа конструкций зданий и сооружений.

·        Долговечность. Поскольку пенополистирольные элементы — 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 ППС. Объектом натурных исследований выступала строительная конструкция, возраст которой составлял 30 лет. Это достаточный срок, учитывая, что ППС был открыт в 1950 году. Изучение ППС плит, используемых в качестве утеплителя в данной конструкции, показало, что ППС не подвергся необратимым изменениям: сохранил свою форму, механические и теплофизические свойства. В ходе лабораторных ППС 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 пенопласта показали, что при амплитуде температуры ±40 ºС свойства пенопласта остаются неизменными. В ходе испытаний пенополистирольные плиты подвергались также воздействию различных температур. Было установлено, что нижний предел для пенопласта составляет -180 ºС, а верхний — +80 ºС.

·        Экологическая чистота. Гранулы полистирольного пенопласта состоят из углерода и водорода, что обеспечивает высокую экологическую чистоту материала. ППС не является ядовитым, не образует пыли, не имеет запаха, не выделяет токсичные вещества. Пенопласт прост в обращении. ППС 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 ППС 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 пенопласт используется в качестве упаковки для пищевых продуктов и частично детских игрушек.

(По материалам www.russtena.com.ua)

 МИНЕРАЛЬНАЯ ВАТА

Минеральная вата - это волокнистый материал, получаемый из силикатных расплавов горных пород, металлургических шлаков и их смесей. Ведущие мировые производители минераловатной продукции в качестве сырья используют исключительно горные породы, что позволяет получать минеральную вату высокого качества с длительным сроком эксплуатации. Именно такой материал рекомендуется применять для ответственных конструкций - в случае,когда требуется многолетняя надёжная работа строений. Минеральная вата, полученная из доменных шлаков, не обладает достаточной долговечностью в условиях знакопеременных температур, повышенной влажности, действия высоких нагрузок и деформаций. Её применение оправдано в дачном строительстве, при возведении временных сооружений и для конструкций, в которых легко выполняются ремонтные работы. Говоря о свойствах изделий из минеральной ваты, мы будем иметь в виду только высококачественную минеральную вату на основе горных пород и на синтетических связующих. Основным свойством минеральной ваты, отличающим её от других теплоизоляционных материалов, является негорючесть в сочетании с высокой тепло- и звукоизолирующей способностью, устойчивостью к температурным деформациям, негигроскопичностью, химической и биологической стойкостью, экологичностью и лёгкостью выполнения монтажа. По требованиям пожарной безопасности изделия из минеральной ваты относятся к классу негорючих материалов. Более того, они эффективно препятствуют распространению пламени и применяются в качестве противопожарной изоляции и огнезащиты. Также изделия из минеральной ваты могут быть использованы в условиях очень высоких температур, но при условии, что они не будут подвергаться механическим воздействиям, способным изменить их форму, после того как связующий компонент (присутствующий в них) разрушится. Дело в том, что минеральные волокна способны выдерживать температуру выше 1000°С, в то время, как связующий компонент начинает разрушаться уже при температуре 250°С. При более высоких температурах даже после разрушения связующего волокна остаются неповрежденными и связанными между собой, сохраняя свою прочность и создавая защиту от огня.

Теплопроводность материала складывается из трёх составляющих:
1. теплопроводность твёрдой основы;
2. теплопроводность воздушной среды;
3. влага, находящееся в пустотах материала и передачи тепла лучеиспусканием.     

Теплопроводность твёрдой основы, как основная составляющая общей теплопроводности, зависит от геометрии и ориентации волокон в пространстве. При заданной плотности, наиболее эффективным теплоизолятором является минеральная вата с хаотически расположенными и беспорядочно ориентированными волокнами. Ориентация волокон влияет не только на теплопроводность, но и на прочностные характеристики минераловатных изделий. Прочность на сжатие у них возрастает с ростом количества вертикально ориентированных волокон. Таким образом, чем выше процент вертикально ориентированных волокон, тем более низкой плотности минеральную плиту можно применять для обеспечения заданной прочности на сжатие. Поэтому технологии формования минераловатных плит, обеспечивающие высокий процент вертикально ориентированных волокон, являются наиболее прогрессивными. Важное свойство минераловатных материалов - ничтожно малая усадка (в том числе термическая) и сохранение своих геометрических размеров в течение всего периода эксплуатации здания. Это гарантирует отсутствие «мостиков холода», которые, в противном случае, возникли бы на стыках изоляционных плит. Минеральная вата негигроскопична, содержание влаги в изделиях из неё при нормальных условиях эксплуатации составляет 0,5% по объему. Однако, хранение на строительной площадке и монтаж теплоизоляции часто происходят во влажных условиях (например, во время дождя). Чтобы минимизировать водопоглощение, минеральную вату, как правило, пропитывают специальными водоотталкивающими составами (кремний-органическими соединениями или специальными маслами).

Минераловатный утеплитель

Минераловатный утеплитель обладает высокой паропроницаемостью. Диффундирующий сквозь минерало-ватный утеплитель, пар конденсируется в его толще. В результате, происходит неизбежное уменьшение во времени термического сопротивления ограждающей конструкции, в течение всего холодного времени года. При этом конструкция должна быть спроектирована таким образом, чтобы минимизировать прохождение паров влаги и, как следствие, возникновение конденсата. На практике минераловатный утеплитель должен быть защищен с «тёплой» стороны пароизоляционным барьером. Снаружи, напротив, должны быть созданы благоприятные условия для свободного выхода пара (высыхания утеплителя).
Изоляционные материалы из минераловатного утеплителя отличаются высокой химической стойкостью. Более того, минераловатный утеплитель является химически пассивной средой и не вызывает коррозию контактирующих с ней металлов. Теплоизоляционные и механические свойства изделий из минеральной ваты сохраняются на первоначальном уровне в течение десятков лет. Применение минеральной ваты позволяет обеспечить не только тепло-, но и звукоизоляцию стен. Минеральная вата значительно снижает риск возникновения стоячих звуковых волн внутри ограждающей конструкции, тем самым, увеличивается изоляция от воздушного шума. Звукопоглощающие свойства материала увеличивают затухание акустических волн и значительно снижают звуковой уровень помещения.
Достоинства минераловатных утеплителей дополняет лёгкость выполнения монтажа и конструкций. Все минераловатные изделия на основе базальтовых горных пород экологически безопасны. Мягкие изделия легко режутся ножом, а более плотные - ножовкой. В зависимости от области применения и технических характеристик, производители выпускают теплоизоляционные материалы из минеральной ваты различных марок. Изоляция ограждающих конструкций включает в себя, как мягкие плиты и маты для применения в каркасных конструкциях, так и жёсткие и полужёсткие плиты, используемые, например, в фасадных конструкциях, где изоляция находится под воздействием нагрузок.
Минераловатные теплоизоляционные изделия могут применяться в следующих многослойных теплоизоляционных системах:
* В системах наружного утепления «мокрого» типа;
* В качестве теплоизоляционного слоя в навесных вентилируемых фасадах;
* В системах с утеплителем с внутренней стороны ограждающей конструкции;
* В системах с утеплителем внутри ограждающей конструкции (слоистая кладка, трёхслойные бетонные или железобетонные панели, трёхслойные сэндвич-панели с металлическими обшивками).

Необходимо отметить, что жёсткие утеплители из минеральной ваты предназначены для применения на объектах, где изоляция подвергается нагрузке, либо во время выполнения монтажных работ, либо при эксплуатации. Прочность на сжатие жёстких изделий зависит от плотности теплоизоляционного материала и содержания связующего. Для вентилируемых фасадов могут применяться также двухслойные теплоизоляционные плиты со слоями разной плотности. Эти плиты устанавливают таким образом, чтобы более плотная часть находилась снаружи (со стороны вентиляционного зазора), а менее плотная - примыкала к основанию (стене).

В конструкциях стеновых панелей, где не представляется возможным устройство воздушных зазоров, удаление влаги может быть осуществлено с помощью изоляционных плит с вентиляционными канавками. Плиты с канавками, располагающиеся за наружным слоем многослойной конструкции, формируют сеть каналов, с помощью которых удаляется избыток влаги. Это особенно важно в железобетонных трёхслойных панелях, где наружная облицовка имеет низкую паропроницаемость. Разработана также специальная марка минеральной ваты, применяющаяся для металлических сэндвич-панелей. Сердечником сэндвич-панелей является минеральная вата, нарезанная на ламели (полосы), которые потом поворачиваются на 90°, что и даёт вертикальное расположение волокон.

(По материалам www.domdah.com.ua)