Пенопласт - свойства и характеристики
Пенополистирол, известный как пенопласт, является экологически чистым материалом, не выделяет токсичных для человека или окружающей среды веществ. Эти свойства обозначили сферу использования пенополистирола - жилищное, промышленное и административное строительство.
Пенопласт выступает в качестве теплоизоляционного материала, способного в значительной степени уменьшить энергозатраты, необходимые на обогрев помещений и поддержание в них необходимого жилого или технологической температуры.
Помимо своих уникальных теплоизоляционных свойств, он имеет выраженные звукоизоляционными качествами, в полной мере объясняет его популярность как строительного материала.
Основные свойства пенополистирола объясняются тем, что он на 98% состоит из воздуха, а газ, как известно, показывает самые низкие коэффициенты теплопроводности. Именно благодаря этому качеству пенополистирола не позволяет теплому воздуху в помещении взаимодействовать с холодным снаружи здания, т.е. замыкает тепло в комнате.
Высокое содержание воздуха в пенополистироле объясняется особой технологией его изготовления.
Технология изготовления пенопласта
Основой пенопласта является полистирол - термопластичный полимер. Благодаря его водонепроницаемости, возможности принимать любую форму под воздействием температуры, морозостойкости, полистирол широко используется в промышленности (пример использования: создание тары для йогуртов). Однако полистирол - это еще не пенопласт.
Его получают методом вспенивания гранул полистирола. После вспенивания они обрабатываются разогретым водяным паром, после этого вся процедура повторяется.
Циклические процессы вспенивания позволяют в значительной степени уменьшить плотность гранул полистирола, что ведет к уменьшению их веса. После вторичного вспенивания пенопласт сушку. Сушка заключается в удалении остаточной влаги с поверхности пенополистирола (внутрь вода не попадает - пенопласт водонепроницаемый материал).
Сушка происходит на открытом воздухе - именно на этом этапе воздух заполняет поры материала и он приобретает законченную форму. Размер гранул может варьироваться от 5 до 15 миллиметров.
Высушенный пенополистирол требует формировании. Обработанный материал прессуется с помощью специальных станков и подвергается третичной обработке горячим паром. В результате формирования он выглядит как блок белого цвета определенной толщины. Блок нарезается на нужные формы и в таком виде отправляется к заказчику.
Важное пенопласт может быть нарезан не только в соответствии с типовыми параметрами, но и соответственно с индивидуальными размерами, которые требуются для конкретного строительства.
Нарезка пенополистирола производится на станках с горизонтальным и вертикальным типом нарезки. При резке его структура не повреждается, формовка проходит быстро. Единственное технологическое условие: температура в цеху, где идет нарезка, не должна опускаться ниже 18 º С, иначе пенопласт сломается (раскрошится).
Еще одна особенность производства: и сама технология, и сырье стоят относительно дешево, что позволяет значительно снижать стоимость конечного продукта. Можно с уверенностью сказать, что пенопласт не только безопасный и надежный утеплитель, он также является одним из самых дешевых.
Низкая цена материала в сочетании с его функциональностью делают его особенно популярным в гражданском строительстве.
Шумопоглощающие и теплоизоляционные характеристики пенопласта
В начале данной статьи уже приводились данные, объясняющие высокую эффективность применения пенополистирола в виде утеплителя. В качестве примера можно привести такие цифры:
· Его теплопроводность в 3 раза меньше, чем теплопроводность дерева или керамзита, и в 17,5 раз ниже, чем у кирпича.
· Пенополистирол толщиной 12 сантиметров сохраняет тепло так же эффективно, как кирпичная стена толщиной в 210 сантиметров.
Эти данные свидетельствуют о том, что пенополистирол - один из самых эффективных теплоизоляторов, представленных на российском рынке. Его уникальные свойства используются для изоляции трубопроводов и обустройства морозильных камер. Использование утеплителя позволяет сократить затраты энергии, необходимой на создание определенного микроклимата внутри помещения.
Звукоизоляционные характеристики также объясняются пористой структурой данного материала. Для того чтобы качественно изолировать помещение от внешних шумов, нужно слой пенополистирола толщиной всего 2-3 сантиметра. Соответственно, чем больше толщина слоя, тем лучше шумозащиты Вы сможете достичь.
Водонепроницаемость пенопласта
Пенопласт является водонепроницаемым материалом, что объясняется уникальными свойствами полистирола. Однако вода вследствие капиллярной диффузии может проникать между гранулами. Но даже в этом случае, объем воды в пенополистироле не превышает 3% от всей его массы.
Водопроницаемость может повыситься при разрушении гранулы, но это невозможно без дополнительного механического воздействия. Таким образом, при соблюдении правил строительства пенопласт не смачивается водой. Это свойство позволяет активно использовать пенопласт как утепляющий материал фундамента при невозможности избежать контакта пенополистирола с грунтом. Кроме того, он не пригоден для поддержания жизнедеятельности микроорганизмов, а значит, он не гниет и не покрывается плесенью даже при длительном контакте с влажной почвой.
Устойчивость к химическим воздействиям
Пенопласт абсолютно индифферентен к воздействию веществ, входящих в состав цемента, рубероида, асфальта, гипса и извести. Также он не теряет своих свойств при воздействии слабых растворов кислот и щелочей, не вступает во взаимодействие с нашатырным спиртом, битумом, мыльными растворами, клеящими водорастворимыми красками, солевыми растворами и многими другими веществами.
Однако пенопласт разрушается при воздействии ацетона, бензола и других технических жидкостей. На эту особенность следует обратить особое внимание при выборе лакокрасочного покрытия, в состав которого входят «опасные» для пенополистирола соединения.
Пожароустойчивость
Пожаростойкость - это одна из важнейших характеристик, которым должен отвечать качественный строительный материал. Пенополистирол не поддерживает горение, и его температура воспламенения практически в два раза превышает аналогичную у древесины. Кроме того, при горении пенопласт высвобождает в 8 раз меньшее количество энергии, чем древесина. Это означает, что температура пламени при горении пенополистирола ниже.
Пенопласт зажег только при непосредственном контакте с открытым огнем. При прекращении действия происходит самозатухания течение 4 секунд. Такие характеристики делают его пожаробезопасным строительным материалом.
Единственный недостаток пенополистирола в том, что при горении он выделяет в атмосферу токсичные газы. Поэтому при строительстве дома следует предотвратить возможность контакта утеплителя с открытым огнем.
Долговечность и прочность пенопласта
Пенопласт не обладает высокой плотностью (в 50 раз ниже, чем у воды), но, тем не менее, он показывает превосходную устойчивость при равномерных механических нагрузках, как на растяжение, так и на сжатие.
Пенопласт способен годами выдерживать давление, не деформируясь, не разрушаясь и не изменяя своих свойств. Наглядной иллюстрацией может стать его широкое использование при строительстве взлетно-посадочных полос. Показатель прочности во многом зависит от толщины пенополистирольной плиты и от соблюдения правил его заключения.
Долговечность пенопласта проявлялась в ходе исследований, как в лабораторных условиях, так и в естественных. Поскольку пенополистирол - это, по сути, пластмасса, ученые ожидали получить высокие показатели долговечности. В ходе исследований их ожидания полностью оправдались.
Так, пенополистирол способен сохранять свои первоначальные теплофизические свойства в течение нескольких десятилетий, не деформируясь и не теряя своей структуры. Также было выяснено, что он способен выдерживать кратковременное воздействие низких (предел -180 º С) и высоких (+95 º С) температур. Это делает пенополистирол идеальным материалом утеплителя в условиях российского климата, а также расширяет сферу использования материала - например, предположим его контакт с расплавленным битумом.
Другие преимущества пенопласта
· Является экологически безопасным материалом - при комнатной температуре он не выделяет никаких токсинов
· Простой в использовании и может быть подвергнут дополнительной обработке
· Этот строительный материал пропускает воздух, что позволяет создавать комфортный микроклимат в помещении - стены «дышат»
· Не раздражает слизистые оболочки человека и является гипоаллергенным материалом
· Имеет некоторые производные (Пеноплэкс, например), которые также широко используются в строительстве.
Благодаря своим преимуществам пенопласт нашел широкое применение в современном мире. Особенно часто он используется в жилищном строительстве в качестве утеплителя полов и стен, а также как шумоизолятором.