Пенополистирол размеры, характеристики и сравнение с пенопластом

Марки пенопласта

Если Вас заинтересовал вопрос, какой лучше всего марки приобрести пенопласт, и какая у него теплопроводность, то мы ответим вам на него. Ниже приведены самые популярные марки продукции, а также отображены величины плотности и коэффициент теплопроводности пенопласта.

• ПCБ-C15. С теплопроводностью 0,042 Вт/мK, а плотность равна 11-15 кг/м3
• ПCБ-C25. С теплопроводностью 0,039 Вт/мK, а плотность равна 15-25 кг/м3
• ПCБ-С35. С теплопроводностью 0,037 Вт/мK, а плотность равна 25-35кг/м3

Завершает наш список пенопласт ПCБ-C5, теплопроводность которого составляет 0,04 Вт/мК, а плотность равна 35-50 кг/м3. Проведя анализ плотности и теплопроводности можно с уверенностью сказать, что плотность существенно не влияет на основное качество пенопласта, тепло-сбережение.

Качество пенопласта

Когда все остальные параметры определены, нужно оценивать необходимый материал на предмет качества. Во-первых, нужно попросить сертификаты качества: ответственные производители и продавцы всегда снабжают товар необходимой документацией, подтверждающей его качество. Во-вторых, нужно убедиться, что товар хранится в надлежащих условиях, и что на его упаковке присутсвует необходимая маркировка, сообщающая об основных свойствах данного материала. Пенопласт не должен храниться под действием прямых солнечных лучей: в этом случае он теряет часть своих эксплуатационных свойств, может начать выделять неприятный запах

Также важно чтобы материал хранился в хорошо проветриваемом помещении, и чтобы влажность была не более 60%

Различие пенопласта по способам изготовления

Прежде чем мы приступим к рассмотрению видов пенопласта необходимо внести ясность в терминологию. Многие называют пенопластом легкий белый материал состоящий из огромного количества белых спрессованных шариков, в целом это верно, но нужно разъяснить один момент.

Пенопласт — это общее название для целой группы материалов получаемых путем вспенивания пластмасс. Так как вспенивать можно различные пластмассы, то существует огромное количество пенопластов. Например, если в качестве сырья применяется полистирол — получается материал пенополистирол, если в качестве сырья используется полиуретан — получается материал пенополиуретан (один из видов это монтажная пена), из поливинилхлорида получают поливинилхлоридный пенопласт.

Технология производства для всех пенопластов состоит из трех основных этапов:

1. Смешивание используемых компонентов.
2. Вспенивание.
3. Структурирование.

Основным технологическим звеном является вспенивание, на этом этапе происходит газонаполнение полимеров, которое определяет технические характеристики материала.

Важную роль на физико-механические свойства пенопласта оказывает соотношение между открытыми и закрытыми ячейками с воздухом. Замкнутые ячейки – гарантия низкой гигроскопичности. Чем меньше пенопласт впитывает воды, тем лучше его теплотехнические характеристики, тем дольше служит материал.

Зависит структура пенопласта от технологии изготовления и используемого сырья. Большое число замкнутых ячеек у пенопласта из полистирола, полиуретана и поливинилхлорида.

По технологии производства различают две основные разновидности пенополистирола:

• вспененный пенополистирол — (EPS)
• экструдированный пенополистирол — (XPS).

Вспененный пенополистирол — (EPS)

Наиболее часто в быту используется вспененный пенополистирол. Он применяется в качестве теплоизоляции, материала для упаковки техники и мебели. При его изготовлении газонаполнение полимеров производится с помощью вспенивающих компонентов.

Вспененный пенополистирол.

Технологическая цепочка состоит из нескольких этапов:

• Перемешивание полистирола, который иногда заменяют полимонохлорстиролом или полидихлорстиролом.
• Добавление вспенивающих компонентов, в роли которых выступают легкокипящие углеводороды – дихлорметан, пентан или изопентан.
• Добавление добавок, которые улучшают свойства готового материала – пластификаторов, антипиренов и красителей.
• Формирование гранул с равномерным распределением легкокипящих жидкостей в полистироле.
• Обработка паром или горячим воздухом.
• Увеличение гранул в размерах в результате резкого испарения легкокипящих жидкостей.
• Структурирование ячеек пенопласта, придание ему формы.

В результате закипания вспенивающих компонентов гранулы увеличиваются в размерах более чем в 50 раз. Стенки формирующихся ячеек твердеют и сливаются, замыкая внутри воздух – идеальный теплоизолятор. Материал получается легким, однородным, хорошо сохраняет преданную ему форму.

Гранулы вспененного пенополистирола в увеличенном виде.

Экструдированный пенополистирол — (XPS)

Главными отличиями в технологии производства экструдированного пенополистирола являются отсутствие обработки паром и структурирование путем выдавливания из плоскощелевой экструзионной головки. В качестве вспенивающего агента в первые десятилетия производства материала использовали фреоны, сегодня применяют углекислый газ.

Этот пенополистирол имеет сплошную структуру с закрытопористыми ячейками диаметром 0,1 – 0,2 мм.

Экструдированный пенополистирол.

Экструдированный пенополистирол обладает хорошими теплоизоляционными свойствами при этом он обладает большей плотностью чем вспененный пенополистирол. Это позволяет использовать экструдированный пенополистирол для утепления тех объектов, для которых вспененный пенополистирол слишком мягкий. Возможно изготовление экструдированного пенополистирола, который будет выдерживать нагрузку до 35 тонн на 1 м2.

Нормирование характеристик, маркировка и использование изделий по СТБ и ТУ

Нередко можно встретить на отечественных строительных рынках продукцию белорусских производителей, изготовляемую по стандарту этого государства СТБ 1437-2004. Этот нормативный документ, как и рассмотренный выше российский ГОСТ 15588, разработанный в 2014 г, был введен взамен устаревшего советского (утвержденного еще в СССР, распавшемся на страны СНГ) 15588-86. И, соответственно, продукция, выпускаемая по нему, очень во многом схожа с изделиями стандарта 15588-2014. Однако сортамент изготовляемых марок беднее и по характеристикам последние немного уступают российским аналогам.

Пенопласт по стандарту СТБ 1437-2004 производят в Беларуси

Область применения белорусского пенополистирольного пенопласта стандарта СТБ 1437 такая же, что и у изделий ГОСТ 15588, разработанного в 2014 г (смотреть выше). В приложении A стандарта СТБ 1437 приведены рекомендуемое использование по маркам. Обозначаются белорусский пенополистирол, как отмечалось ранее, ППТ. Производят его всего 9-ти марок (российского 16), деление на которые тоже сделано по нормируемой плотности (в кг/м3): 10, 15, 15H, 20, 20H, 25, 25H, 35 и 35H. Продукция с индексом «H», как указано в этом стандарте, предназначена для использования в качестве наружной теплоизоляции стен. Все марки производят с добавлением антипиренов.

Дополнительно продукция СТБ 1437 делится на виды только по форме плит:

• А;
• Б.

Формы изделий типа А и Б такие же, как и у продукции стандарта 15588-2014 (смотреть выше).

Примеры условного обозначения марок плит стандарта СТБ 1437. Для изделий с плотностью 15 кг/м3: ППТ-15-А, ППТ-15H-Б и так далее. Еще в обозначении указывают размеры плиты, которые тоже нормируются, и наименование стандарта.

И СТБ 1437 нормирует еще следующие характеристики производимой по нему продукции: коэффициент теплопроводности пенополистирола при температуре +25 оC, прочность при сжатии, изгибе и нагрузке на разрыв в направлении, которое перпендикулярно поверхности (только для ППТ с индексом «H»), влажность и водопоглощение, продолжительность самостоятельного горения и степень повреждения при этом, правильность геометрической формы и плоскостность.

Пенополистирол, производимый по различным ТУ, обозначается в соответствии с заявленными к изготовлению в этом нормативном документе марками, деление на которые, как отмечалось выше, сделано в первую очередь по нормируемой предельной (максимальной) либо номинальной (какой-то определенной) плотности, а также может быть дополнительно выполнено по другим параметрам. Для продукции, изготовляемой по ТУ, помимо плотности тоже нормируются теплопроводность, размеры, прочность, водопоглощение, горючесть (класс стойкости к огню) и температурный диапазон его использования. Также в зависимости от того, что за ТУ, могут быть нормированы и какие-то другие характеристики.

Область применения полистирольного пенопласта, производимого по ТУ, как правило, более шире, чем у изготовляемого по вышеприведенным стандартам. Дают знать о себе преимущества экструзионного и прессового способов изготовления этого материала. Наряду с изделиями, сопоставимыми по значениям параметров с аналогами, производимыми по вышеприведенным стандартам, по ТУ еще изготовляют гораздо более прочный пенопласт, у которого к тому же могут быть меньше теплопроводность и лучше ряд других характеристик. В зависимости от конкретного ТУ, пенополистирол, производимый по нему, применяется при строительстве и ремонте не только зданий и сооружений различного назначения, но также автомобильных и железных дорог, взлетно-посадочных полос для самолетов, трубопроводов и так далее. Может использоваться и для других целей.

Отдельно стоит остановиться на плиточной прессованной продукции ТУ 2244-461-05761784-01. Наиболее известные марки: ПС-1, ПС-4, ПС-5, ПС-18, ПС-254 и ПС-БСГ. Плотность пенопласта этого стандарта самая большая. У некоторых марок превышает плотность беспрессовых и экструзионных пенополистиролов в разы.

В качестве теплоизоляции чаще всего используют ПС-1 и ПС-4. А вообще продукцию этого ТУ применяют в самых различных отраслях, в том числе и в качестве электроизоляции разнообразной продукции радио-, приборо-, электропромышленности и так далее.

Характеристики теплопроводности пенопласта

Для того чтобы рассмотреть такую характеристику, как теплопроводность пенопласта, разберемся для начала, что из себя представляет в принципе теплопроводность материалов. Теплопроводностью называют количественную характеристику способности тела проводить тепло.

Это количество тепловой энергии (Ватт), которое любой материал способен провести через себя (метр), при определенной температуре (С) за определенное время. Обозначается — λ и выражается Вт/м•С.

Определим оптимальные размеры данного утеплителя исходя из его теплопроводных характеристик. На рынке стройматериалов большое множество различных утеплителей. Пенопласт, как мы уже знаем, обладает теплопроводностью очень низкой, но эта величина зависит от марки материала.

Наиболее заметна теплопроводность пенопласта при сопоставлении значений с другими теплоизоляционными материалами. К примеру, лист пенопласта 30-40 мм аналогичен объёму минваты в несколько раз большей, а толщина листа 150 мм заменяет 185 мм пенополистирола. Конечно, есть материалы, у которых коэффициент ниже. К таким относится и пеноплекс. 30 мм пеноплекса смогут заменить 40 мм пенопласта, при аналогичных условиях.

Формование пенополистирольных блоков

Характеристика процесса формования

После кондиционирования сырье пневмотранспортом доставляется в  для производства блоков.В форму подается насыщенный сухой водяной пар под давлением 0,2−0,4 МПа, что приводит к дальнейшему увеличению объема гранул.Гранулы сцепляются друг с другом, формируя в рабочей камере блоки пенопласта.Следующий этап состоит из охлаждения отформованного блока. Для этого вакуумирующая установка создает разрежение внутри формы.
В готовый блок пенопласта выталкивается из рабочей камеры толкателем, работающим от пневмоцилиндра, либо пневмоподушкой.
Перед началом процесса запаривания необходима вентиляция, в виде продувания для удаления воздуха.При запаривании блока в короткое время необходимо подать соответствующее количество пара между гранулами в камере.Недостаточная продолжительность продувания приводит к неоднородной плотности и плохому спеканию блока.
При изготовлении тяжелых марок пенопласта, готовый блок может оказывать давление на внутренние стенки формовочной камеры до 2.5 Атм.Чтобы блок можно было вынуть из формовочной камеры без повреждения, давление необходимо снизить до величины примерно 0.1 Атм.

Техническое оснащение узла формования

• блок форма УЦИП 1030.
• установка вакуумирования ВУ-3,3 с аккумулятором вакуума АВ-1.
• система вакуумной загрузки и охлаждения блоков.
• компрессорная установка СБ4/Ф-500
• аккумулятор пара ПН-5000
• котел паровой

Какой бывает пенопласт?

Тот материал, который мы привыкли называть пенопластом, может изготавливаться разным способом, в итоге образуя материал с разными свойствами и внешним видом. Так, наибольшей популярностью пользуется полистирольный пенопласт. Он может быть прессовым: в такой часто упаковывают бытовую технику, а выглядит материал как множество мелких шариков, плотно прижатых друг к другу. Такой материал легко крошится и ломается, и для утепления, естественно, не подходит. Беспрессовой пенопласт раскрошить гораздо сложнее, в нем гранулы связаны между собой очень крепко, но и в производстве он сложнее. Но и тот, и тот пенопласт обладает одним недостатком – наличие пор, в которые могут попадать пары влаги, а впоследствии конденсироваться и разрушать материал. Именно поэтому для утепления используют только экструзионный полистирол, который лишен всех этих недостатков и сможет прослужить около 60 лет.

Кроме того, на рынке присутствуют и другие виды пенопластов, который не используются при утеплении, поэтому о них мы упомянем вкратце. Полиуретановые пенопласты часто используются в производстве мебели. По сути, это самый обычный поролон, который желтеет на солнце, недолговечен, быстро крошится, очень легко воспламеняется и выделяет при горении массу токсичных веществ.

Поливинилхлоридный пенопласт во многом похож на экструзионный, но при горении выделяет намного больше токсичных веществ. Полиэтиленовый пенопласт знаком многим из нас: часто в его тонкие листы оборачивают хрупкие вещи.

Стадия первичного вспенивания

Схема получения карбамидного пенопласта усиленного.

На стадии первичного вспенивания в гранулах появляются ячейки, равномерно распределенные и заполненные парами, они имеют форму многогранников. Толщина стенки ячейки не более 0,005 мм. Размер ячеек около 0,15 мм. Молекулы полистирола в стенках ячеек находятся в строго ориентированном состоянии, и это повышает устойчивость вспененных гранул. Процесс первичного вспенивания довольно трудоемкий. Необходимо обеспечить абсолютное заполнение объема формы, чтобы пенопласт обладал определенным объемным весом. Это зависит от продолжительности вспенивания, температуры процесса, гранулометрического состава и молекулярного веса.

Гранулы полистирола, из которого делают пенопласт, имеют плотность 500-550 кг/м³. После предварительного вспенивания их плотность составляет 15-50 кг/м³. Каждая партия полистирола вспенивается при определенной оптимальной температуре. Оптимальная температура устанавливается для баланса внешнего давления и давления внутри гранул. Увеличение времени вспенивания приводит к увеличению объемного веса, созданию пористой структуры и, как следствие, разрушению гранул.

Оборудование для производства пенопласта.

Расширение гранул происходит только в начале стадии первичного вспенивания, а затем диффузия паров воды оказывает большее влияние. Водяные пары проникают через стенки гранул полистирола. При значительном повышении температуры проницаемость стенок гранул несколько снижается, но остается значительной. В сравнении с диффузией паров проникновение паров в середину ячеек довольно интенсивно.

Предварительное вспенивание проводится с целью снижения количества изопентана, вводимого в состав полистирола. Для того чтобы создать необходимое давление газа и получить изделие с объемным весом в 25-30 кг/м³, нужно 12-15% изопентана. Однако в гранулах полистирола изопентана содержится всего 4,5-5%. При формовании пенопласта нужное давление достигается путем выдерживания сухих гранул. Атмосферный воздух после предварительного вспенивания засасывается внутрь гранул, где образовался вакуум при конденсации.

Предварительное вспенивание проводят с помощью пара, горячей воды или токов высокой частоты. Полистирол нагревают до температуры 100-120°С. Объем гранул при этом увеличивается в 40-50 раз. Зависит это от свойств исходного материала. Для этой процедуры используют различные вспениватели гранул пенополистирола непрерывного или периодического действия.

Схема подключения вакуумного насоса.

При небольших объемах производства рационально использовать вспениватели периодического действия, со средой воздействия в виде воды или пара. В случае вспенивания посредством горячего воздуха нет необходимости сушить и выдерживать гранулы. Однако снижение коэффициента теплопередачи сказывается на эффективности и приводит с неравномерному вспениванию отдельных гранул.

При производстве пенополистирола в больших объемах выгоднее использовать водяной пар. В этом случае можно автоматизировать предварительное вспенивание. Гранулы увлажнятся незначительно, отпадет необходимость сушки. В настоящее время такой метод наиболее распространен. При помощи токов высокой частоты этот процесс значительно ускоряется.

Как плотность пенопласта влияет на его стоимость?

Существует несколько точек зрения, связанных с понятием плотности. Единицей измерения данного параметра является килограмм на метр в кубе. Эта величина вычисляется из отношения веса к объему. Нельзя со стопроцентной точностью определить качественные характеристики пенополистирола, связанные с его плотностью. Даже вес утеплителя не влияет на его способность к сохранению тепла.

Задумываясь над вопросом покупки утеплителя, покупатели всегда интересуются его плотностью. На основе этих данных можно судить о прочности материала, его весе и теплопроводности. Значения плотности пенопласта всегда относятся к определенному диапазону.

В процессе производства плит из пенополистирола производитель определяет себестоимость продукции. Исходя из формулы определения плотности, вес утеплителя будет влиять на данную величину. Чем больше вес материала, тем он плотнее, поэтому его стоимость выше. Это связано с тем, что полистирол, как сырье для плит теплоизолятора, играет важную роль. Он составляет около 80% от общей себестоимости готовой продукции.

Как изменение теплопроводности пенопласта влияет на его плотность?

Пенопласт изготавливается из шариков пенополистирола, содержащих воздух.

Любой теплоизоляционный материал содержит воздух, находящийся в порах. Улучшенный показатель теплопроводности зависит от количества атмосферного воздуха, содержащегося в материале. Чем его больше, тем меньше коэффициент теплопроводности. Производство пенопласта осуществляется из шариков пенополистирола, содержащих воздух.

Отсюда можно сделать вывод, что плотность пенополистирола не оказывает влияние на его теплопроводность. Если эта величина изменяется, то изменения теплопроводности происходят в пределах процентных долей. Стопроцентное содержание воздуха в утеплителе связано с его высокой теплосберегающей способностью, так как для воздуха характерен наиболее низкий коэффициент теплопроводности.

За счет низкой теплопроводности утеплителя обеспечивается высокая степень энергосбережения. Если сравнивать пенопласт с кирпичом, то их энергосберегающая способность будет существенно отличаться, поскольку 12 см толщины теплоизолятора соответствует 210 см мощности стены из кирпича или 45-сантиметровой деревянной стены.

Коэффициент теплопроводности пенопласта, выраженный в цифровом значении, принадлежит интервалу 0.037 Вт/мК — 0.043 Вт/мК. Данное значение можно сопоставить с показателем теплопроводности воздуха, равным 0.027 Вт/мК.

Схема применения различных марок

Выпускаются такие ключевые виды пенополистирола, имеющие отличия по плотности и прочим характеристикам:

• ПCБ-C-15, плотность этой марки пенопласта до 15 кг/кyб.м.
• ПCБ-C-25, от 15 кг/кyб.м. до 25 кг/кyб.м.
• ПСБ-C-35, от 25 кг/кyб.м. до 35 кг/кyб.м.
• ПCБ-C-50, от 35 кг/кyб.м. до 50 кг/кyб.м.

Составляющая теплопроводности пенопласта, выраженная в цифровом значении, относится к интервалу 0.037 Bт/мK — 0.043 Bт/мK. Указанное значение можно соотнести с показателем теплопроводимости воздуха, которое равно 0.027 Bт/мK.

Использование пенопласта ПСБ-С-15

Пенопласт ПСБ-С-15 можно применять для утепления фасадов домов. Такой тип утеплителя практически не используется в строительстве. Он используется в конструкциях, которые прилагаются к сооружениям. Это могут быть открытые балконы или веранды, которые выполняют декоративную функцию. Посредством пенопласта ПСБ-С-15 формируют фигуры для фасадов, а это позволяет:

• обрамлять углы дома, окна;
• разделять этажи через создание карнизов.

https://youtube.com/watch?v=oCwvI4ORbY4

Для чего подходит ПCБ-C-25

Плотность пенопласта рассчитывают по аналогии с определением значения плотности кирпича. К примеру, если 1 куб пенопласта обладает плотностью 25, то его вес будет равен 25 кг. Прочность на изгиб и сжатие пенопласта находится в зависимости от его плотности. Плотность пенопласта и его марка — это абсолютно разные характеристики. Например, если взять к рассмотрению, CПБ-C25 или CПБ-C50, параметр плотности будет колебаться в промежутке 35−50 или 15−25.

Плиты, имеющие плотность 25, применяют, чтобы утеплять фасады дома. Стандартом считают пенопласт, толщина которого составляет 5 см. Этот вид утеплителя употребляется для многих целей. Его толщина может быть изменена — это будет зависеть от предпочтений потребителя.

Пенопласт максимальной толщины можно использовать с целью утепления стен, которые подвержены воздействию атмосферных масс. Им также можно изолировать стены, поскольку такой материал отлично препятствует появлению грибка.

Исходя из обозначения материала, он используется в различных строительных сооружениях, а это не ухудшает его качественных характеристик.

Применение пенопласта ПСБ-С-35

Для того чтобы, идеально выравнивать стены, можно поменять толщину пенополистирольной плитки. Злоупотреблять изменением размера толщины материала не рекомендуется, поскольку это спровоцирует на углах строения определенные проблемы с закреплением системы водоотливов.

Прежде чем выбирать утеплитель необходимой толщины, рекомендуется заранее узнать, каково количество запаса газовой трубы, потому что ее ни в коем случае нельзя закрывать, поскольку это может нарушить эстетику внешнего вида строения. В таком случае желательно предпочесть все-таки материал ПCБ-C-35 толщиной 5 см, чем материал плотностью 25 и толщиной 10 см, тем боле что их расценки практически не отличаются.

Утеплителем, плотность которого 35, можно изолировать откосы окон и дверей, фасады построек. Стоит он, как правило, вдвое больше, чем тот же материал из полистирола с плотностью 25. При толщине 5 см им можно утеплять нежилые конструкции и гаражи. При толщине аналогичного утеплителя в 7 сантиметров его можно использовать при термоизоляции жилых помещений.

Благодаря нормальному уровню плотности можно применять теплоизолятор с минимальной толщиной, что не подразумевает ухудшения качества утепления. В случае если теплоизолятор из пенополистирола оказывается более твердым, то с его помощью можно проводить идеальное утепление стен подвальных помещений и фундаментов.

Какая плотность необходима?

Для утепления дома используется пенопласт разной плотности в зависимости от того, какие цели преследуются, и что конкретно нужно утеплить. Так, для утепления стен снаружи лучше остановить свой выбор на пенопласте с плотностью 25 кг/м³, если необходимо утеплить пол, то используют плиты поплотнее – 35 кг/м³, такой же материал используют и для обустройства кровли. А вот для утепления стен с внутренней стороны лучше выбрать пенопласт с плотностью 15 кг/м³.

Для утепления наружных стен пенопласт плотностью 15 кг/м³ лучше не использовать. Конечно же, это не запрещено, но его долговечность, прочность и надежность будут под вопросом, что несложно проверить самостоятельно, ведь достаточно всего лишь сжать материал. В итоге можно получить менее долговечное утепление, да и по уровню теплоизоляции такой пенопласт уступает более плотному аналогу. Но стоит отметить, что подобный материал можно использовать для утепления некапитальных сооружений: ларьки, небольшие магазинчики, складские помещения. Также пенопласт с плотностью 15 кг/м³ можно использовать для утепления некоторых частей фасада, которые прилегают к дому, но не требуют серьезного утепления: веранда, технические постройки, открытые балконы.

Пенопласт плотностью 35 кг/м³ для утепления стен используется крайне редко: со своими задачами он справляется отлично, но отличается высокой ценой. В некоторых случаях, кстати, когда особенно важны теплоизоляционные свойства, выгоднее использовать более тонкий лист более плотного пенопласта, чем пенопласт средней плотности, но двойной толщины. Но в большинстве случаев именно материал с плотностью 25 кг/м³ пользуется наивысшим спросом.