Как только не называют пенополистирол в быту: и вспененный полистирол, и ПСБ-С, и даже пенопласт. А между тем, это плотный, жесткий материал с ячеистой структурой, который бывает белым и цветным (экструдированный).
Что такое пенополистирол и где он применяется
Представьте, что вы взяли много-много маленьких шариков, очень лёгких, почти как воздух, и склеили их вместе. Получился материал, похожий на застывшую пену, — это и есть пенополистирол.
Что в нем особенного? Во-первых, он лёгкий (т. к. воздушный). Во-вторых, теплый. И, в-третьих, не боится воды (не впитывает влагу и не гниет). Вдобавок ко всему, ППС стоит недорого.
Где применяют этот чудо-материал? В качестве упаковки (перевозят бытовую технику и хрупкие вещи), в строительстве (из него делают плиты для утепления стен, крыш и полов), для производства одноразовой посуды (стаканчики для кофе, тарелки, вилки и пр.). А ещё, из пенополистирола делают лепнину, буквы, фигуры и т. д., то есть он востребован в сфере декора.
Что входит в состав?
Основной компонент в составе — полистирол, а также используются сополимеры стирола, вспенивающие агенты, пластификаторы, антипирены (для повышения огнестойкости), модификаторы ударопрочности, наполнители и красители.
Пенополистирол на 95-98% состоит из воздуха, заключенного в тонких стенках материала. Именно поэтому он такой легкий и обладает хорошими теплоизоляционными свойствами.
Состав ППС может незначительно варьироваться в зависимости от производителя и назначения.
Виды ППС
В продаже встречается нескольких видов ППС. Они отличаются способом производства и характеристиками. Рассмотрим каждый из них:
- Беспрессовый (EPS) пенополистирол, он же обычный. Гранулы вспениваются под воздействием пара, увеличиваясь в объеме в десятки раз, и спекаются между собой, образуя ячеистую структуру. У этого материала более высокая стойкость к возгоранию, но при этом он менее прочный, чем другие подвиды. Плотность составляет минимум 14 кг/м3. Применение — в составе сэндвич-панелей, а также в упаковочной среде.
- Экструдированный (XPS, экструзионный). Расплавленная масса полистирола смешивается с вспенивающим агентом и продавливается через экструдер, образуя однородную структуру с закрытыми ячейками. Такой материал выдерживает значительные нагрузки и устойчив к деформациям. Он практически не впитывает влагу и не теряет своих свойств при контакте с ней. Помимо прочего, стоит отметить высокую прочность на сжатие. Сферы применения: утепление фундаментов, цоколей, подвалов, дорожных покрытий и ж/д путей, а также теплоизоляция плоских кровель и эксплуатируемых крыш.
- Прессовый. Гранулы полистирола вспениваются в формах под давлением, образуя более плотную и прочную структуру, чем у беспрессового. Материал отличается повышенной прочностью и жесткостью, но по теплоизоляционным свойствам он уступает беспрессовому и экструдированному ППС. Применение: изготовление декоративных элементов, плинтусов, карнизов, упаковка и транспортировка различных грузов.
- Автоклавный. Вспенивание гранул происходит в так называемых автоклавах под воздействием высокой температуры и давления. Материал может похвастаться высокой прочностью и жесткостью, но по свойствам очень схож с экструдированным.
Так выглядит экструдированный ППС:
Это прессовый материал:
И беспрессовый:
При выборе того или иного пенополистирола важно учитывать условия эксплуатации, требования к прочности, теплоизоляции и другие факторы.
Характеристики и свойства пенополистирола
Рассмотрим такие свойства материала, как теплопроводность, паропроницаемость, горючесть, звукопоглощающие качества и др.
Теплопроводность
Теплопроводность – способность материала передавать тепло. Чем ниже коэффициент теплопроводности, тем лучше конструкция сопротивляется потоку тепла и тем эффективнее работает как утеплитель. Коэффициент теплопроводности пенополистирола варьируется в зависимости от его плотности, но в среднем составляет 0,028-0,034 Вт/(м·К).
Это очень низкий показатель по сравнению с другими строительными материалами, такими как кирпич, бетон и дерево. А всё дело в том, что замкнутая ячеистая структура не позволяет воздуху свободно перемещаться, что дополнительно снижает теплопроводность.
Паропроницаемость
ППС обладает низкой паропроницаемостью, но назвать его абсолютно герметичным нельзя (особенно под воздействием разрушающих факторов — спирты, ацетон, УФ-лучи и пр.). Коэффициент паропроницаемости пенополистирола колеблется от 0,019 до 0,015 мг/(мчПа), что в 20-30 раз ниже, чем у дерева.
Это значит, что ППС пропускает пар, но значительно медленнее, чем другие материалы. А вот «Эффект термоса» маловероятен, т. к. для его создания нужна полная герметичность, а в реальных условиях всегда есть щели и стыки.
Звукопоглощающие свойства
Пенополистирол характеризуется средними шумопоглощающими свойствами. На самом деле, он скорее звукоотражающий материал, т. к. состоит из множества крошечных закрытых ячеек, заполненных воздухом. Звуковые волны, сталкиваясь с такой структурой, отражаются от стенок ячеек, а не поглощаются.
При этом из-за низкой плотности ППС не может эффективно рассеивать энергию звуковых волн. Для лучшего эффекта его рекомендуется использовать в сочетании с другими материалами (гипсокартон, поролон, минеральная вата, акустические панели).
Горючесть материала
Пенополистирол способен загореться и поддерживать горение. Важно понимать, какие факторы влияют на его горючесть и как обезопасить себя при его использовании. Во-первых, материал должен быть как можно толще. Во-вторых, он должен находиться подальше от источника огня. Ну и, конечно, в местах с высоким риском возгорания (например, ближе к лесу, или там, где много деревьев/сухой травы, и плюс здание деревянное) желательно использовать самозатухающий ППС (ПБС-С).
Биологическая устойчивость
Пенополистирол — чрезвычайно устойчивый материал, что создает серьезные экологические проблемы, ведь он не поддается биологическому разложению. Но есть и плюсы: утеплитель не гниет, не покрывается грибком и плесенью (даже при избыточной влажности/выпадающих осадках). Водоотталкивающий материал не дает влаге проникать внутрь, создавая там благоприятную среду для роста микроорганизмов.
Вопрос экологии
Производство пенополистирола требует использования нефти (невозобновляемого ресурса). Также это сопровождается выбросами вредных веществ в атмосферу. Материал практически не разлагается в естественных условиях и может сохраняться в окружающей среде сотни лет, загрязняя почву и воду. Поэтому вопрос экологичности имеет много противоречий в научной среде, и вызывает серьезное беспокойство за будущее планеты.
Срок службы
Реальный срок службы пенополистирола составляет 25-30 лет (иногда может доходить до 50 лет). Чтобы он выполнял свою функцию как можно дольше, рекомендуется правильно монтировать материал, избегая образования щелей и зазоров, а также обеспечить его защиту от внешних воздействий (солнца, влаги, механических повреждений).
Чего боится пенополистирол
Если говорить о том, что может повредить/разрушить пенополистирол, то это:
- Огонь. ППС легко воспламеняется и горит, выделяя токсичный дым.
- Прямые солнечные лучи. При постоянном воздействии ультрафиолета материал разрушается и теряет свои свойства.
- Некоторые химические вещества. Сюда относятся растворители, ацетон, бензин, скипидар, спирты и другие едкие/токсичные жидкости, которые могут растворить или повредить пенополистирол.
Поэтому материал важно беречь от воздействия агрессивных сред.
Достоинства и недостатки ППС
Пенополистирол имеет массу достоинств, таких как:
- Низкая теплопроводность. ППС — отличный теплоизолятор, благодаря чему эффективно сохраняет тепло и снижает затраты на отопление.
- Легкость. Это облегчает транспортировку, монтаж и обработку.
- Влагостойкость. Пенополистирол практически не впитывает влагу, что делает его устойчивым к появлению плесени и грибка.
- Долговечность. При правильной эксплуатации утеплитель может прослужить до 50 лет.
Ну и цены приятно радуют.
К недостаткам относят:
- Горючесть. Материал воспламеняется и при горении выделяет токсичные вещества. Однако существуют самозатухающие марки пенополистирола (с антипиренами).
- Низкую паропроницаемость. Материал плохо пропускает пар, что может привести к образованию конденсата на стенах и ухудшению микроклимата в помещении.
- Неустойчивость к ультрафиолету. Под воздействием солнечных лучей ППС со временем разрушается.
- Хрупкость. Пенополистирол легко ломается и крошится, поэтому требует аккуратного обращения при монтаже.
Кроме того, материал не разлагается в естественных условиях и требует специальной утилизации.
Критерии выбора
Чтобы выбрать пенополистирол, нужно учитывать следующие факторы:
- Назначение. То есть, зачем нужен материал — для утепления фасадов, цокольных этажей, полов, фундаментов, плоских кровель с механической нагрузкой и др. В некоторых случаях понадобится марка поплотнее и попрочнее.
- Маркировка. Если на упаковке/таре указано ПСБ-С, значит пенополистирол суспензионный самозатухающий. Цифры после букв (15, 25, 35) означают плотность материала (кг/м³). Чем выше плотность, тем прочнее и долговечнее утеплитель. Буква «Ф» в маркировке — наличие антипирена (замедлителя горения). Также рекомендуется выбирать материалы группы Г1 (слабогорючие) или НГ (негорючие).
- Внешний вид. Плиты должны быть ровными, без сколов, трещин, вмятин. При этом гранулы должны быть одинакового размера и плотно прилегать друг к другу.
- Цвет — обычно белый или светло-серый (не считая цветных подвидов).
Рассчитайте необходимое количество материала с запасом (10-15%). И ни в коем случае не используйте пенополистирол для утепления бань и саун. Для монтажа приобретите средства индивидуальной защиты (очки, респиратор, перчатки).