Стеновые теплоизоляционные материалы: ставим точку
Экструдированный пенополистирол
Процесс экструдирования полистирола разработан более 50 лет назад в США. Данный метод позволил получить материал с равномерной структурой, состоящей из мелких, практически полностью закрытых ячеек (пор).
Этот материал получают путем смешивания 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 2. Переход от жестких фреонов к безфреоновым вспенивателям определяется повсеместной борьбой с производством и применением фреоносодержащих материалов, поскольку доказано, что фреоны приводят 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 Co" (США) и "BASF AG" (Германия) - начали перевод своих производств на безфреоновый вспенивающийся агент и представили на рынок экологически чистые экструдированные пенополистиролы - соответственно Styro-foam ТМ А и Styrodur C.
Наряду с нулевой капиллярностью и пренебрежимо малым водопоглощением (менее 0,2 об.%), экструдированный пенополистирол благодаря своей структуре обладает необычайно высокой прочностью на сжатие. Кроме того, ему присущи стабильные теплоизоляционные характеристики, значительно превышающие средние значения большинства других изоляционных материалов. Так, теплопроводность экструдированного пенополистирола составляет 0,03 Вт/м°К. Этот материал морозостоек и долговечен, химически устойчив (исключение составляют его возможные реакции с органическими растворителями, безводными кислотами и бензином) и не подвержен гниению.
Если более подробно каснуться химической стойкости экструзионного пенополистирола, то следует отметить, что он высокоустойчив 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, уайт-спирит), могут привести к размягчению, усадке и даже растворению плит.
Рекомендуется использование адгезивов, не содержащих в своем составе всех вышеперечисленных веществ. При выборе клеевых составов следует руководствоваться указаниями изготовителя относительно их пригодности для склеивания пенополистирола. Следует отметить, что приклеивать экструдированный пенополистирол можно горячим битумом.
Закрытая ячеистая структура данного материала обеспечивает незначительное изменение во влажных условиях его теплопроводности. Данный параметр может варьироваться в пределах 0,001-0,002 Вт/м°К, что позволяет с успехом применять экструдированный пенополистирол в конструкциях 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 его термическое сопротивлени изменяется не более чем на 5%.
Что же касается предела прочности экструдированного пенополистирола при сжатии, то она зависит прежде всего от толщины и плотности материала.
Не так давно были разработаны новые разновидности пенополистирола, в которых удалось намного снизить его горючесть. Это было сделано за счет введения в материал более эффективных антипиренов, что позволило отнести получившиеся виды к группе трудногорючих материалов.
Стандартные марки экструдированного пенополистирола различаются между собой теплотехническими характеристиками, средней плотностью и прочностью при сжатии. По индивидуальному 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: прямоугольные, с выбранной четвертью и "шип-паз". Особо хотелось бы отметить тот факт, что экструзионный 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.
Плиты экструзионного пенополистирола можно хранить на открытом воздухе в оригинальной упаковке, но при этом их необходимо предохранять от воздействия солнечного света для предотвращения разрушения их верхнего слоя.
Высокие теплотехнические характеристики экструдированного пенополистирола позволяют использовать его для теплоизоляции ограждающих конструкций, в частности, при решении таких задач, как изоляция мостиков холода, изоляция фундамента, стен подвалов и подземных сооружений, внутренняя теплоизоляция стен, теплоизоляция фасадов зданий мокрого типа с последующим нанесением на теплоизоляционные плиты штукатурки или других облицовочных материалов; теплоизоляция стен зданий изнутри с последующей отделкой сухой штукатуркой, гипсокартоном, деревянными панелями, изготовление сэндвич-панелей. Применение экструдированного пенополистирола возможно также и 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 (он составляет около 5% всего рынка теплоизоляционных материалов), причем производство его с каждым годом увеличивается. В настоящее время на Западе экструдированный пенополистирол производят около 15 компаний общим количеством более 5 млн м 3. На рынке России наиболее известна продукция концернов "Тhе Dow Chemical Co" (США) - торговая марка Styrofoam тм и "ВАSF АG" (Германия) - торговая марка Styrodur. Кстати, эти компании контролируют в настоящее время более 75% европейского рынка экструдированного пенополистирола. Сравнительно недавно заявила о себе на рынке экструдированного пенополистирола австрийская фирма "Austrotherm XPS".
Пенополиуретан
Полиуретан является неплавкой термореактивной пластмассой с ярко выраженной ячеистой структурой. Только 3% от его объема занимает твердый материал, образующий каркас из ребер и стенок. Эта кристаллическая структура придает полиуретану механическую прочность. Остальные 97% объема занимают полости и поры, заполненные газом фторхлорметаном с чрезвычайно низкой теплопроводностью, причем доля замкнутых пор внутри материала достигает 90-95%.
Пенополиуретановые двух- или многокомпонентные системы представляют из себя готовые к переработке жидкие смеси. Их нанесение осуществляется методом заливки или напыления (в особых случаях - вручную).
В отличие от технологии создания теплоизолирующего контура путем заливки пенополиуретана, технология напыления стала использоваться сравнительно недавно. Напыляемые системы являются жесткими пенами, которые изготавливаются непосредственно на строительной площадке, в то время как панели из жесткого пенополиуретана создаются на стационарных установках предприятием-изготовителем. Данная технология позволяет напылять материал на любые сложные поверхности и создавать теплоизоляционный контур различной толщины (в несколько слоев).
Следует отметить, что поверхность, на которую проводят напыление, обязательно должна быть чистой и сухой. Металлические поверхности очищают от отслаивающейся ржавчины, пыли и грязи, а при наличии жировых загрязнений обезжиривают растворителем (например, бензином).
Пена подготавливается и наносится специальной компрессорной установкой с помощью жиклерного пистолета. Мобильная установка - пеногенератор - смешивает и дозирует два компонента. Благодаря смене составляющих можно получать пенополиуретаны с широким спектром свойств, что, в свою очередь, позволяет производить работы по утеплению, пароизоляции и гидроизоляции объектов с наружных и внутренних сторон.
Из-за исключительно быстрого времени реагирования напыляемые системы могут перерабатываться только на машинах, специально для этого предназначенных.
Расход материалов зависит от конкретных условий проведения работ по нанесению телоизоляционных и гидрозащитных покрытий (конфигурации изолируемой поверхности, температуры окружающей среды и изолируемой поверхности, скорости и направления ветра).
Поскольку само напыление происходит в жидком состоянии, а вспенивание материала занимает 6-10 сек., создается сильная и долговечная адгезия с любым материалом - будь то металл, бетон, кирпич или стекло. В результате возникает бесшовная и не требующая никакого крепежа теплоизоляция, способная нести нагрузку даже от последующей отделки.
Кстати, нижний температурный предел, при котором возможно проведение работ по теплоизоляции, для различных марок пенополиуретана составляет от 0?С до +15 °С. Толщина пенополиуретана определяется на основе теплотехнического расчета. Пенополиуретановые системы имеют широкий диапазон плотности. Материалы с плотностями от 30 до 200 кг/м 3 выдерживают температуры от -200°С до +150°С и высокие механические нагрузки.
Пенополиуретановое покрытие инертно к кислотным и щелочным средам, может использоваться и работать в грунте. А новое поколение материала не содержит озоноопасных хлорфторуглеродных вспенивателей, cоответствуeт требованиям по горючести, oбладает высокой химической стойкостью, не подверженo гниению, воздействию грызунов, биологически стойкo, обеспечивает антикоррозийную защиту металла.
Срок службы пенополиуретановых покрытий составляет 25-30 и более лет. Несмотря на высокую прочность и долговечность, покрытия необходимо защищать от воздействия ультрафиолетового излучения и атмосферной влаги. В качестве защитного покрытия можно использовать атмосферостойкие кремнийорганические эмали, перхлорвиниловую фасадную краску.
Кроме всего вышесказанного хотелось бы отметить, что материал способен формировать многослойные структуры с различными облицовочными материалами. Его можно использовать, например, в качестве утеплителя для изготовления трехслойных сэндвич-панелей.
Также возможно применение пенополиуретана в качестве заливки для полостей предварительно возведенных конструкций, состоящих из несущего каркаса и облицовочного слоя (колодцевая кладка).
Другие вспененные полимерные материалы
Класс вспененных полимерных материалов чрезвычайно широк. Любой из них является теплоизолятором.
Перспективным материалом, например, считается пеноизол (пенопласт карбамидный теплоизоляционный). Этот материал характеризуется низкой теплопроводностью (менее 0,04 Вт/м°К, низкой плотностью (10-15 кг/м 3), простотой обработки, пожаробезопасностью, долговечностью, стойкостью к действию микроорганизмов и большинству органических растворителей, а также способностью предотвращать распространение насекомых и грызунов.
Пеноизол отличается от традиционных материалов особой мягкостью и эластичностью (благодаря своей мягкости он хорошо поглощает звуковые колебания).
В то же время данный материал требует осторожного обращения, так как при точечном воздействии легко протыкается.
Пеноизол противостоит открытому пламени, в огне не плавится и не течет, а лишь обугливается и мгновенно гаснет при удалении источника огня. Стоит также отметить, что пеноизол гигроскопичен.
Среди вспененных полимерных теплоизоляционных материалов особо можно отметить также пенополиэтилен (вспененный полиэтилен). К этой группе относятся такие материалы, как теплон, вилатерм, пенофлекс, стенофон, азуризол. Вспененный полиэтилен - упругий, эластичный, пористый и водонепроницаемый материал, химически стойкий и экологически безопасный. Он способен одновременно обеспечить теплоизоляцию, гидроизоляцию и звукоизоляцию объекта.
Подробности вы найдете на сайте www.know-house.ruПодготовил Илья Латышев
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 20 за 2001 год в рубрике стены
