5.5.2 Экструдированный пенополистирол

Определения «экструдированный» или «экструзионный» обычно применяется к пенополистеролу, полученному по специальной технологии методом экструзии. Технология производства экструдированного пенополистерола состоит из следующих этапов: приготовление сухой вспенивающейся композиции, состоящей из полистирола и технологических добавок; ее дозирование в зону загрузки экструдера; непрерывная переработка в экструдере; выдавливание и вспенивание материала на выходе из экструзионной головки; калибрование и термостатирование плиты; охлаждение и стабилизация размеров плиты; отрезка плиты по длине на резательном устройстве. Плиты из экструдированного пенополистирола обладают одним из самых низких коэффициентов теплопроводности среди широко применяемых в строительстве утеплителей. Кроме того, преимуществами плит из экструдированного пенополистирола являются высокая механическая прочность и практически нулевое водопоглощение, что позволяет эффективно использовать их для утепления фундаментов, подвалов, стен, плоских кровель, устройства теплых полов (в том числе промышленных), теплоизоляции авто- и железнодорожного полотна и т. д.

Процесс экструдирования полистирола разра­ботан более 55 лет назад в США. Данный метод поз­волил получить материал с равномерной структурой, состоящей из мелких, практически полностью закрытых ячеек (пор). Материал получают путем смешиваний гранул полистирола при повышенной температуре с после­дующим выдавливанием из экструдера и введением вспенивающего агента. В качестве вспенивающего аген­та использовались последовательно - жесткие фреоны, смеси жестких и мягких фреонов, мягкие фреоны и, наконец, безфреоновые системы на основе СО.

Пере­ход от жестких фреонов к безфреоновым вспенивателям определяется повсеместной борьбой с производством и применением фреоносодержащих материалов, пос­кольку доказано, что фреоны приводит к разрушению озонового слоя стратосферы Земли. В настоящее время некоторые европейские страны – участники Монреаль­ского соглашения - такие, как Германия, Австрия, Швейцария, Чехия и Скандинавские страны, полностью запретили применение фреоносодержащих теплоизо­ляционных материалов. С начала 1999 г две фирмы -The Dow Chemical Со (США) и BASF AG (Германия) - начали перевод своих производств на безфреоновый вспенивающийся агент и представили на рынке эко­логически чистые экструдированные пенополистиролы - соответственно STYROFOAM1" А и Styrodur® Со. К середине 1999 г 'BASF AG" полностью перевел свое производство на СО - содержащий вспениватель и поставляет только экологически чистые материалы.

Наряду с нулевой капиллярностью и пренебре­жимо малым водопоглощением (менее 0,2%), экструдированный пенополистирол (благодаря своей структуре) обладает необычайно высокой прочностью на сжатие, а также стабильными теплоизоляционными характеристиками, значительно превышающими сред­ние значения большинства других теплоизоляционных мате­риалов (теплопроводность - 0,03 Вт/м°С).

Рисунок 5.3 - Плиты экструдированного пенополистирола (STYRODUR)

Он морозо­стоек и долговечен, химически устойчив (за исключе­нием органических растворителей, безводных кислот и бензина) и не подвержен гниению. Может приклеиваться горячим битумом.

Теплоизоляционные свойства экструдированных пенополистиролов зависят от технологических парамет­ров их получения. Закрытая ячеистая структура материала обеспе­чивает незначительное изменение теплопроводности во влажных условиях, которая может варьироваться в пре­делах 0,001-0,002 Вт/(м°С), что позволяет с успехом применять экструдированный пенополистирол в конст­рукции подвалов в качестве наружной теплоизоляции без дополнительной гидроизоляции.

Проведенные испытания показали, что экструдированный пенополистирол сохраняет свои теплоизоляци­онные свойства после 1000 циклов замораживания – оттаивания. При этом изменение термического сопротив­ления не превышает 5%.

Предел прочности при сжатии зависит от толщины плит и их плотности. Разработаны новые разновид­ности пенополистирола, в которых удалось сильно снизить горючесть за счет введения в материал более эффек­тивных антипиренов, что позволило отнести получившиеся виды к группе трудногорючих материалов.

Стандартные марки различаются между собой теп­лотехническими характеристиками, средней плотностью и прочностью при сжатии. По заказу возможно произ­водство и других марок. Например, производится спе­циальная марка, которая имеет тисненую поверхность, улучшающую адгезию, что позволяет эффективно приме­нять клеевые и штукатурные составы. Для облегчения укладки и предотвращения образования мостиков холо­да плиты выпускаются с разными конфигурациями кро­мок: прямоугольными, с выбранной четвертью и "шип-паз".

Экструдированный пенополистирол легко обрабаты­вается (хорошо режется, легко поддается подгонке с использованием обычного ножа) и чрезвычайно прост в монтаже. Работать с ним можно при любых погодных условиях.

При выборе клеевых составов следует руководст­воваться указаниями изготовителя относительно их при­годности для склеивания пенополистирола.

Экструдированный пенополистирол обладает достаточ­но высокой химической стойкостью по отношению к большинству используемых в строительстве материа­лов. Некоторые органические вещества, включая те, что содержат растворители, средства для защиты древе­сины, каменноугольную смолу и ее производные (креозол и т.д.), разбавители для красок, а также общеупотребимые растворители (ацетон, этилацетат, нефтя­ной толуол, уайтспирит и т д.), могут привести к размяг­чению, усадке и даже растворению плит. Рекомендуется использование адгезивов, не содер­жащих в своем составе всех вышеперечисленных ве­ществ.

Плиты можно хранить на открытом воздухе в ори­гинальной упаковке, но при этом их необходимо предо­хранять от воздействия солнечного света для предот­вращения разрушения верхнего слоя плит.

Высокие теплотехнические характеристики экструдированного пенополистирола позволяют использовать его для теплоизоляции ограждающих конструкций, в част­ности, при решении следующих задач:

• изоляция "мостиков холода";

• изоляция фундамента, стен подвалов и подземных со­оружений;

• теплоизоляция фасадов зданий "мокрого" типа с после­дующим нанесением на теплоизоляционные плиты шту­катурки или других облицовочных материалов;

• теплоизоляция зданий изнутри, с последующей отдел­кой сухой штукатуркой, гипсокартоном, деревянными панелями, и др.;

• изготовление "сэндвич-панелей".

Возможно также применение экструдированного пе­нополистирола при монолитном домостроении. Перед заливкой бетона для перекрытия вдоль наружной по­верхности бетонной плиты выкладывают ряд теплои­золяционных плит. Плиты с шероховатой поверхностью обеспечивают хорошее сцепление бетона со штукатур­кой, а также могут быть использованы в вертикальных конструкциях (оконных проемах, парапетах, балконах), где обеспечат необходимую адгезию с клеями и матери­алами.

В развитых странах экструдированный пенополистирол применяется достаточно широко (около 5% всего рынка теплоизоляционных материалов), причем произ­водство с каждым годом увеличивается. Существуют хорошо зарекомендовавшие се­бя российские производства, работающие как на им­портных, так и на оригинальных отечественных техно­логиях и оборудовании. Сегодня в России существует сертифицированная проектная документация на применение экструдированного пенополистирола.